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齿刀片的发展

编辑:马鞍山松泰重工机械时间:2018-10-10

齿刀片的设计、加工制造以及应用水平代表着一个国家的工业水平。本文介绍了齿轮渐开线齿形的形成历史,对比了圆柱、圆锥齿轮的各种加工技术特点,总结了齿刀片的四个发展趋势。

1、齿刀片的三种齿形

  1674年丹麦天文学家罗默首次提出齿刀片用外摆线作齿廓曲线,以得到运转平稳的齿轮。外摆线齿形优点是滑动率极低,接近纯滚动,接触应力小,无根切现象;缺点是中心距要求精确,平稳性和互换性较差。

  1765年,瑞士的 L.Euler( 欧拉 ) 提出渐开线齿形解析研究的数学基础,阐明了相啮合的一对齿轮,其齿形曲线的曲率半径和曲率中心位置的关系并建议采用渐开线作齿廓曲线。

  19世纪末,展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现,齿轮加工有了较完备的手段后,渐开线齿形才显示出优越性,渐开线齿轮渐渐在应用中占了优势。渐开线齿形优点是渐开线齿廓具有中心距敏感性小,可进行各种变位和修形设计,易于进行精密加工、互换性好。其缺点是接触应力高,承载能力不够大,线接触,磨损严重且不均匀,根切。

  为了提高齿轮传动的承载能力、使齿刀片使用寿命并减小其尺寸,人们开始研究圆弧齿形的齿轮。1907 年,英国 Frank Humphris(弗兰克 福瑞斯)最早提出了圆弧齿形;1970 年,英国工程师 R.M.Studer(斯蒂德)取得了双圆弧齿轮的美国专利。双圆弧齿轮现已日益为人们所重视,在生产中发挥了显著效益。

  圆弧齿轮的承载能力和效率都较高,但不及渐开线齿轮那样易于制造,现代使用的齿轮中,渐开线齿轮仍占绝对多数,而摆线齿轮和圆弧齿轮应用相对较少。

齿轮传动在现代工齿刀片业中的地位

  齿轮传动的应用齿刀片十分广泛,如汽车、工程机械、矿山机械、港口机械、风力发电、舰船和国防军工等机械装备制造领域。几乎涵盖了现代工业经济的主要行业,齿轮传动已成为工业机器或装备上不可或缺的基础装置或关键部件。


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