齒輪傳動的發展歷史

 齒輪傳(chuan)動是近代機(ji)器(qi)(qi)中常見的一(yi)種(zhong)機(ji)械傳(chuan)動，是傳(chuan)遞(di)機(ji)器(qi)(qi)動力和運動的一(yi)種(zhong)主要(yao)形式(shi)，是機(ji)械產品的重(zhong)要(yao)基礎零部件。它與帶、鏈、摩擦、液壓(ya)等機(ji)械傳(chuan)動相比(bi)，具有功率范圍大、傳(chuan)動效率、圓周(zhou)速度、傳(chuan)動比(bi)準確(que)、使(shi)用壽命長、結(jie)構(gou)尺寸小(xiao)等一(yi)系列特點。

因此，它已成為(wei)許多機械(xie)產(chan)品(pin)不可缺少的(de)傳(chuan)動部(bu)件，也是機器中所占比重大的(de)傳(chuan)動形式。齒輪(lun)的(de)設計與制造(zao)水(shui)平將直接影響到機械(xie)產(chan)品(pin)的(de)性能和質量。由于齒輪(lun)在工業發展中的(de)突(tu)出地(di)位(wei)，致使齒輪(lun)被公(gong)認(ren)為(wei)工業化的(de)一種(zhong)象征。

齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)傳動技術經(jing)歷了長期的(de)歷史發展過(guo)程。公元前(qian)400、200年(nian)，中國(guo)古(gu)代(dai)就(jiu)開始使用齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)，在我國(guo)山西(xi)出(chu)土的(de)青銅齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)是(shi)(shi)迄今已(yi)發現(xian)的(de)古(gu)老齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)，作為反映古(gu)代(dai)科(ke)學技術成就(jiu)的(de)指南車(che)就(jiu)是(shi)(shi)以齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)機構為的(de)機械裝(zhuang)置。但從17世(shi)紀末，人們才(cai)開始研究能(neng)正(zheng)確(que)傳遞(di)運動的(de)輪(lun)(lun)齒(chi)(chi)形狀。18世(shi)紀，歐洲工業革命(ming)以后，齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)傳動應(ying)用日(ri)益，先是(shi)(shi)發展擺(bai)線齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)，而后是(shi)(shi)漸開線齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)。

早在1694年，法(fa)國學(xue)者PhilippeDeLaHire，先提(ti)(ti)(ti)出(chu)(chu)漸開(kai)線(xian)可作(zuo)為齒(chi)形曲(qu)(qu)線(xian)。1733年，法(fa)國人CamusM.提(ti)(ti)(ti)出(chu)(chu)輪(lun)(lun)齒(chi)接觸(chu)點的(de)(de)(de)公法(fa)線(xian)必(bi)須通(tong)過中心(xin)(xin)(xin)連線(xian)上的(de)(de)(de)節(jie)點。他考慮(lv)了兩齒(chi)面的(de)(de)(de)嚙合狀態(tai)，明確(que)建立了關(guan)于接觸(chu)點軌(gui)跡的(de)(de)(de)概念。1765年，瑞士的(de)(de)(de)Euler提(ti)(ti)(ti)出(chu)(chu)漸開(kai)線(xian)齒(chi)形解析研究的(de)(de)(de)數學(xue)基(ji)礎，闡(chan)明了相嚙合的(de)(de)(de)一對齒(chi)輪(lun)(lun)，其(qi)齒(chi)形曲(qu)(qu)線(xian)的(de)(de)(de)曲(qu)(qu)率半(ban)徑和曲(qu)(qu)率中心(xin)(xin)(xin)位(wei)置的(de)(de)(de)關(guan)系。后來，Savary進一步完(wan)成(cheng)這一方法(fa)，成(cheng)為現在的(de)(de)(de)Euler-Savery方程。對漸開(kai)線(xian)齒(chi)形應用作(zuo)出(chu)(chu)貢獻(xian)的(de)(de)(de)是RobertWillis，他提(ti)(ti)(ti)出(chu)(chu)中心(xin)(xin)(xin)距(ju)變(bian)(bian)化時，漸開(kai)線(xian)齒(chi)輪(lun)(lun)具有(you)角速(su)比(bi)不(bu)變(bian)(bian)的(de)(de)(de)特(te)點。1873年，德(de)國工程師H。ppe提(ti)(ti)(ti)出(chu)(chu)，對不(bu)同齒(chi)數的(de)(de)(de)齒(chi)輪(lun)(lun)，在壓(ya)力(li)角改變(bian)(bian)時的(de)(de)(de)漸開(kai)線(xian)齒(chi)形，從而奠定了現代(dai)變(bian)(bian)位(wei)齒(chi)輪(lun)(lun)的(de)(de)(de)思想基(ji)礎。直至19世紀(ji)末，展成(cheng)切齒(chi)法(fa)的(de)(de)(de)原理及利用此原理切齒(chi)的(de)(de)(de)專用機床與刀具的(de)(de)(de)相繼出(chu)(chu)現，使齒(chi)輪(lun)(lun)加工具有(you)較完(wan)善的(de)(de)(de)手段后，漸開(kai)線(xian)齒(chi)形才顯示出(chu)(chu)巨(ju)大的(de)(de)(de)優(you)越性(xing)。

切(qie)齒(chi)時(shi)，只要(yao)將切(qie)齒(chi)刀具從正常的(de)(de)嚙合位(wei)置稍作移動，就能用(yong)齒(chi)輪(lun)刀具在機床(chuang)上切(qie)出(chu)相應的(de)(de)變位(wei)齒(chi)輪(lun)。1908年，瑞士(shi)MAAG公司研(yan)究并制(zhi)造出(chu)展成法加(jia)工的(de)(de)插齒(chi)機。接著(zhu)，英(ying)國BSS、美國AGMA、德國的(de)(de)DIN等相繼對變位(wei)齒(chi)輪(lun)提出(chu)了(le)多種(zhong)計算方法。

為提(ti)動力傳動齒(chi)輪(lun)的(de)使用壽命(ming)并減小其(qi)尺寸，英(ying)(ying)國(guo)人(ren)Humphris在1907年早發表(biao)了(le)圓(yuan)弧(hu)(hu)齒(chi)形的(de)設想。1926年，瑞士人(ren)Wildhaber取得了(le)法(fa)面圓(yuan)弧(hu)(hu)齒(chi)形斜齒(chi)輪(lun)的(de)權。1955年，原蘇(su)(su)聯工(gong)程(cheng)師(shi)Novikov在完(wan)成實(shi)用性研(yan)究(jiu)后進人(ren)工(gong)業應(ying)用。1970年，英(ying)(ying)國(guo)Rolls-Royce公(gong)司工(gong)程(cheng)師(shi)Studer取得了(le)雙圓(yuan)弧(hu)(hu)齒(chi)輪(lun)的(de)美國(guo)。與(yu)此同(tong)時(shi)，我國(guo)與(yu)原蘇(su)(su)聯，以及日本等國(guo)對(dui)雙圓(yuan)弧(hu)(hu)齒(chi)形，進行了(le)一系列開(kai)發研(yan)究(jiu)并獲得了(le)普遍的(de)應(ying)用成果。