什么是圆弧齿轮传动?

[拼音]：yuanhu chilun chuandong

[外文]：circular profile gearing

齿廓为圆弧形的点啮合齿轮传动。通常有两种啮合形式：小齿轮为凸圆弧齿廓，大齿轮为凹圆弧齿廓，称单圆弧齿轮传动；大、小齿轮在各自的节圆以外部分都做成凸圆弧齿廓，在节圆以内的部分都做成凹圆弧齿廓，称双圆弧齿轮传动（图1）。

小齿轮的凸齿工作齿廓在节圆以外，齿廓圆心在节圆上；大齿轮的凹齿工作齿廓在节圆内，齿廓圆心略偏于节圆以外(图2)。由于大齿轮的齿廓圆弧半径


₂ 略大于小齿轮的齿廓半径


₁，故当两齿廓转到K点，其公法线通过节点C时，齿便接触，旋即分离，但与它相邻的另一端面的齿廓随即接触，即两轮齿K₁、Kí，K₂、K娦、K₃、K婭……各点依次沿啮合线接触。因此，圆弧齿轮任一端面上凹、凸齿廓仅作瞬时啮合。一对新圆弧齿轮在理论上是瞬时点啮合，故圆弧齿轮传动又常称为圆弧点啮合齿轮传动。轮齿经过磨合后，实际上齿廓能沿齿高有相当长的一段线接触。圆弧齿轮传动的特点是：

（1）综合曲率半径比渐开线齿轮传动大很多，其接触强度比渐开线齿轮传动约高0.5～1.5倍；

（2）两轮齿沿啮合线方向的滚动速度很大，齿面间易于形成油膜，传动效率较高，一般可达0.99～0.995；

（3）圆弧齿轮沿齿高方向磨损均匀，且容易跑合；

（4）圆弧齿轮无根切现象，故最小齿数可以少。但圆弧齿轮对中心距、切齿深度和螺旋角的误差敏感性很大，这三项误差对承载能力影响较大，故圆弧齿轮对制造和安装精度要求较高。此外，单圆弧齿轮轮齿弯曲强度较弱;切削同一模数的大、小齿轮，需用两把不同的滚刀。

工作时，从一个端面看，先是主动轮齿的凹部推动从动轮齿的凸部，离开后，再以它的凸部推动对方的凹部(图3)，故双圆弧齿轮传动在理论上同时有两个接触点，经跑合后，这种传动实际上有两条接触线，因此可以实现多对齿和多点啮合。此外，由于其齿根厚度较大，双圆弧齿轮传动不仅承载能力比单圆弧齿轮传动约高30％以上，而且传动较平稳，振动和噪声较小，并且可用同一把滚刀加工相配对的两个齿轮。因此，高速重载时，双圆弧齿轮传动有取代单圆弧齿轮传动的趋向。

在中国，单圆弧齿轮传动已用于高速重载的汽轮机、压缩机和低速重载的轧钢机等设备上；双圆弧齿轮传动已用于大型轧钢机的主传动。

参考书目

太原工学院齿轮研究室主编：《圆弧齿轮》，机械工业出版社，北京，1980。