1. 什么是齿轮?
齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件。它在机械传动及整个机械领域中的应用极其广泛。
2. 齿轮的历史
早在公元前350年,古希腊著名的哲学家亚里士多德在文献中对齿轮有过记录。公元前250年左右,数学家阿基米德也在文献中对使用了涡轮蜗杆的卷扬机进行了说明。在现今伊拉克凯特斯芬遗迹中还保存着公元前的齿轮。
齿轮在我国的历史也源远流长。据史料记载,远在公元前400~200年的中国古代就已开始使用齿轮,在我国山西出土的青铜齿轮是迄今已发现的最古老齿轮,作为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核心的机械装置。15世纪后半的意大利文艺复兴时期,著名的全才列奧纳多.达芬奇,不仅在文化艺术方面,在齿轮技术史上也留下了不可磨灭的功绩,经过了500年以上,现在的齿轮仍然保留着当时素描的原型。
直到17世纪末,人们才开始研究能正确传递运动的轮齿形状。18世纪,欧洲工业革命以后,齿轮传动的应用日益广泛;先是发展摆线齿轮,而后是渐开线齿轮,一直到20世纪初,渐开线齿轮已在应用中占了优势。其后又发展了变位齿轮、圆弧齿轮、锥齿轮、斜齿轮等等。
现代齿轮技术已达到:齿轮模数0.004-100毫米;齿轮直径由1毫米-150米;传递功率可达十万千瓦;转速可达十万转/分;最高的圆周速度达300米/秒。
国际上,动力传动齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准化方向发展。特殊齿轮的应用、行星齿轮装置的发展、低振动、低噪声齿轮装置的研制是齿轮设计方面的一些特点。
3. 齿轮一般分为三大类
齿轮的种类繁多,其分类方法最通常的是根据齿轮轴性。一般分为平行轴、相交轴及交错轴三种类型。
1)平行轴齿轮:包括正齿轮、斜齿轮、内齿轮、齿条及斜齿条等。
2)相交轴齿轮:有直齿锥齿轮、弧齿锥齿轮、零度齿锥齿轮等。
3)交错轴齿轮:有交错轴斜齿齿轮、蜗杆蜗轮、准双曲面齿轮等。
上表中所列出的效率为传动效率,不包括轴承及搅拌润滑等的损失。平行轴及相交轴的齿轮副的啮合,基本上是滚动,相对的滑动非常微小,所以效率高。交错轴斜齿轮及蜗杆蜗轮等交错轴齿轮副,因为是通过相对滑动产生旋转以达到动力传动,所以摩擦的影响非常大,与其他齿轮相比传动效率下降。齿轮的效率是齿轮在正常装配状况下的传动效率。如果出现安装不正确的情况,特别是锥齿轮装配距离不正