齒輪副·外齒輪副(上)

平行軸齒輪副
由兩個相配的圓柱齒輪組成的平行軸線齒輪副。屬于平面齒輪副，其功用是傳遞兩平行軸間的運動和轉矩。其分類如下（圖6-23）：

圓柱齒輪副
兩個相配圓柱齒輪組成的齒輪副（圖6-23）。它分平行軸圓柱齒輪副和交錯軸圓柱齒輪副兩類，在一般情況下圓柱齒輪副是平行軸圓柱齒輪副的習慣用語。
圓柱齒輪副的功用是傳遞兩平行軸或交錯軸之間的運動和轉矩。

外齒輪副
兩個外齒輪組成的共軛齒輪副。外齒輪副是各種齒輪副中最常用的形式。

直齒圓柱齒輪副(直齒輪副)
由兩個相配直齒圓柱齒輪組成的平行軸齒輪副。通常指的是漸開線直齒圓柱齒輪副，簡稱直齒輪副(圖6-24)。
直齒輪副的功用是傳遞兩平行軸之間的運動和轉矩，它是齒輪副的基本形式，設計方便，工藝性良好；瞬時接觸線是平行于軸線的直線，瞬時沿全齒長接觸，易產生沖擊、振動和偏載，瞬時接觸齒數少，重合度小。多用于載荷不大，速度不高的中、小模數齒輪副或機床上的換檔齒輪副。

漸開線齒輪副
凡是具有漸開線齒廓的齒輪，所配對組成的齒輪副通稱漸開線齒輪副。它是廣義術語。曾是漸開線圓柱齒輪副的習慣用語。

平行軸漸開線圓柱齒輪副
由兩個相配漸開線圓柱齒輪組成的平行軸齒輪副�？煞殖升X條副、外嚙合及內嚙合齒輪副三種類型。齒向分直齒、斜齒、人字齒。平行軸漸開線圓柱齒輪副，有如下嚙合特點：端面嚙合線是切于基圓的公切線；嚙合面是切于基圓柱的公切面；齒輪副在嚙合過程中，嚙合點處，齒廓的公法線和中心連線交于固定點P，即瞬心位置不變，具有恒定的瞬時傳動比；齒輪副在嚙合過程中，齒面承受的法向力 大小不變，方向不變；中心距微量增大，不改變瞬時傳動比大小，即具有中心距可分離性；在端平面內具有基圓公切線、齒廓公法線、嚙合線、漸開線發生線、力的作用線五線重合(合一)的性質；可通過變位、修形等方法提高傳動質量；可通過間接展成法加工齒輪；傳遞的速度、功率、傳動比范圍大，齒輪的尺寸范圍大，種類多，傳動效率高，應用范圍廣；制造工藝、安裝工藝、維修工藝要求嚴格，成本較高，工作噪聲較大。

平行軸外嚙合漸開線直齒圓柱齒輪副
由兩個相配漸開線直齒圓柱外齒輪組成的平行軸齒輪副。其嚙合特性見“平行軸漸開線圓柱齒輪副”與“直齒圓柱齒輪副”。

齒輪副
由兩個共軛嚙合齒輪組成的齒輪機構，稱齒輪副。它是齒輪用于傳遞運動和轉矩的最簡單組合形式。其分類見下表：


齒輪傳動
傳遞運動和轉矩的齒輪副或齒輪系，統稱齒輪傳動。一對共軛齒輪在嚙合過程中，可稱齒輪副，亦可稱齒輪傳動。齒輪傳動常作為齒輪副的習慣用語。

齒條副
相配齒輪與齒條組成的齒輪副(圖6-26)，稱齒條副。它是把轉動(或移動)轉變成移動(或轉動)的齒輪機構，分直齒條副(圖6-26a)和斜齒條副(圖6-26b)。最常見的是直齒直廓齒條副，它是直齒漸開線圓柱齒輪副的特例。它的嚙合特性是齒輪的分度圓和節圓重合(r₁≡r1₁′)；嚙合角和壓力角相等(a≡a ′)；齒輪的圓周速度等于齒條的移動速度�？衫�用齒條副嚙合原理，把齒條作為刀具，用展成法加工漸開線齒輪，無論是用直接展成法還是間接展成法都有良好的工藝性。

直齒條副
由直齒條與配對的直齒圓柱齒輪組成的齒條副。它是把轉動變成移動的常見簡便齒輪機構。亦可把移動變成轉動，但這種情況用得較少。

斜齒條副
由斜齒條與配對的斜齒輪組成的齒輪副。它的功用與直齒條副相同，但嚙合特性要優于直齒條副，承載能力大于直齒條副。

標準圓柱齒輪副
由兩個相配標準圓柱齒輪組成的齒輪副。其特點見“標準齒輪副”。

標準齒輪副
兩個標準齒輪組成的齒輪副稱標準齒輪副。其主要特點是：a=a、r′=r、a=a′、y=0。標準齒輪副的工藝性及互換性均良好。
標準齒輪副雖有很多優點，但也有很多不足之處，如標準齒輪副要滿足下列要求是有困難的：避免根切，使齒輪副結構更加緊湊；滿足設計(或標準)對中心距與傳動比的要求；改善傳動質量，提高傳動效率；盡量實際配對相嚙齒輪的等強度，以提高承載能力等等。

斜齒輪副
“斜齒圓柱齒輪副”的簡稱，但通常指的是平行軸斜齒圓柱齒輪副。

平行軸外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪副
由兩個相配漸開線斜齒外齒輪組成的平行軸齒輪副。見“平行軸斜齒輪副”與“平行軸漸開線圓柱齒輪副”。

斜齒圓柱齒輪副(斜齒輪副)
在齒輪副中，至少有一個斜齒圓柱齒輪的齒輪副。分為平行軸斜齒圓柱齒輪副(圖6-27a)與交錯軸斜齒圓柱齒輪副(圖6-27b)兩大類。通常指前者。

平行軸斜齒輪副
由兩個配對的斜齒圓柱齒輪組成的平行軸齒輪副(圖6-28a)。通常指的是平行軸漸開線斜齒圓柱齒輪副。其功用是傳遞兩平行軸之間的運動和轉距。
平行軸斜齒輪副與平行軸直齒輪副相比的主要特點是(這里以漸開線齒輪為例)：瞬時接觸線和基圓柱母線呈β_b角(圖6-28b)；最小接觸線長度(L_min=ε_ab/cosβ_b)較長；重合度大，工作平穩、結構緊湊，承載能力大；可用 角大小少量調整中心距；適用于高速重載的場合；軸向力大；不宜用于滑移變速齒輪。
平行軸斜齒輪副常用的主要有平行軸外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪副與平行軸內嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪副。
圖6-28b所示為平行軸外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪副在輪齒上的接觸線。

斜齒輪的當量齒輪副
由斜齒輪副中的兩個斜齒輪的當量齒輪組成的假想直齒圓柱齒輪副（圖6-29），稱斜齒輪副的當量齒輪副。它是研究斜齒輪副的嚙合特性、運動規律及強度計算的基本依據。

齒輪傳動的特點
齒輪傳動與帶、鏈等其它機械傳動相比有如下特點：能實現瞬時恒定的，或平均恒定的，或既定變化規律的傳動比；傳動比變化范圍大，可組成減速或增速機構；傳動效率高；尺寸范圍大，品種多，應用范圍廣；體積功率大，結構緊湊；制造精度要求高，工藝復雜，成本高；無過載保護作用，不能實現無級變速，噪聲大。

人字齒圓柱齒輪副
由兩個相配人字齒圓柱齒輪組成的平行軸圓柱齒輪副。人字齒圓柱齒輪副分外齒輪副與內齒輪副兩種。

平行軸外嚙合漸開線人字齒圓柱齒輪副
由兩個相配的漸開線人字齒外齒輪組成的平行軸圓柱齒輪副。見“平行軸漸開線圓柱齒輪副”與“外嚙合人字齒圓柱齒輪副”。

外嚙合人字齒圓柱齒輪副
由兩個相配的人字齒圓柱外齒輪組成的齒輪副。除具有斜齒外嚙合圓柱齒輪副的所有特點外，還具有在嚙合過程中，能自行平衡軸向力的性能。由于可采用較大的螺旋角，所以嚙合特性優于斜齒輪副。但其軸向尺寸較大。

變位齒輪副
是“徑向變位齒輪副”與“切向變位齒輪副”的統稱。但通常指前者。

徑向變位齒輪副
至少含有一個徑向變位齒輪的齒輪副，簡稱變位齒輪副。其分類如下(圖6-30)：

V-齒輪副
德國DIN870(1931)標準中規定的角變位齒輪副的代號。

V-0齒輪副
德國標準 DIN870(1931)中規定的高變位齒輪副的代號。

角變位圓柱齒輪副
在圓柱齒輪副中，至少有一個變位齒輪，且兩圓柱齒輪的變位系數和(x₁+x₂)不為零，稱這樣的圓柱齒輪副為角變位圓柱齒輪副。
角變位圓柱齒輪副與標準圓柱齒輪副相比，其嚙合參數大都發生了變化：名義中心距不等于標準中心距(a′≠a)，嚙合角不等于壓力角(α′≠α)，節圓和分度圓不重合；中心距變動量my與齒頂圓變動量Δym都不為零等等。
角變位圓柱齒輪副分兩類：當名義中心距大于標準中心距（a′＞a）時，稱正角變位圓柱齒輪副；名義中心距小于標準中心距(a′＜a)時，稱負角變位圓柱齒輪副。

正角變位圓柱齒輪副
兩相配齒輪變位系數之和大于零的角變位圓柱齒輪副，稱正角變位圓柱齒輪副。它和標準圓柱齒輪副相比，嚙合參數有如下變化：名義中心距大于標準中心距(a′＞a)，節圓直徑大于分度圓直徑(d₁′＞d₁，d₂′＞d₂)；嚙合角大于壓力角(a′＞a)；中心距變動系數大于零(y＞0)；齒頂圓變動系數Δy不為零等。
正角變位圓柱齒輪副和標準圓柱齒輪相比有如下特點：可以減小齒輪機構的尺寸，減輕齒面磨損，齒輪輪齒的彎曲強度與齒面接觸強度都相對有所提高；設計比較靈活，能滿足中心距、傳動比的特殊要求；必須成對設計、制造、應用、齒輪的互換性較差；重合度有所減小。
總之，正角變位齒輪副是優點較多，用途較廣的一種良好傳動形式。

負角變位圓柱齒輪副
圓柱齒輪副中，兩配對齒輪的變位系數和小于零時，該圓柱齒輪副稱負角變位圓柱齒輪副。它和標準圓柱齒輪副相比，嚙合參數發生較大變化，a′＜a ，r₁′＜r₁，r₂′＜r₂、a′＜a ，y＜0，Δy≠0。
負角變位圓柱齒輪副和標準圓柱齒輪副相比有下列特點：重合度有所增大；可滿足設計要求的中心距；須成對設計、制造、使用，互換性較差；齒根的最大滑動系數增大，輪齒磨損加��；輪齒彎曲強度及接觸強度降低�？傊�，負角變位圓柱齒輪副缺點較多，所以一般只是在湊配中心距或在不得已的情況下采用。

高變位圓柱齒輪副
一對變位系數x₁=-x₂≠0的變位圓柱齒輪組成的齒輪副稱高變位圓柱齒輪副。其嚙合特點是：名義中心距等于標準中心距(a′=a)；嚙合角等于壓力角(a′=a)；節圓和分度圓重合(r₁′=r₁，r₂′=r₂)；中心距變動系數y=0，齒頂圓變動系數Δy=0。
高變位圓柱齒輪副與標準圓柱齒輪副相比，有下列優缺點：勿需改變箱體尺寸和結構就可以提高齒輪強度；z₁可以小于z_min，故可以使齒輪傳動的結構緊湊；必須成對設計、制造和應用，互換性差；必須滿足條件z₁+z₂≥2z_min；調整中心距較困難，重合度略有減小。

綜合變位制齒輪副
由兩個相配綜合變位制齒輪組成的齒輪副。該變位制齒輪副多為錐齒輪副，如高變位與切向變位的高一切變位錐齒輪副。

切向變位齒輪副
由切向變位齒輪組成的齒輪副。