前言：
此篇目的是為了以后的齒輪技術(shù)報(bào)告做一些鋪墊。作為測(cè)量技術(shù)人員，基本的齒輪類型還是需要了解的，這也是為以后熟練使用Gear Pro打下基礎(chǔ)。在實(shí)際拜訪客戶的過(guò)程中，測(cè)量人員對(duì)于齒輪的分類比較陌生，所以此篇也是為大家打下齒輪測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)。
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齒輪的發(fā)展歷史
據(jù)史料記載，遠(yuǎn)在公元前400~200年的中國(guó)古代就巳開(kāi)始使用齒輪，在我國(guó)山西出土的青銅齒輪是迄今巳發(fā)現(xiàn)的最古老齒輪，作為反映古代科學(xué)技術(shù)成就的指南車就是以齒輪機(jī)構(gòu)為核心的機(jī)械裝置。在西方，公元前三百多年，古希臘哲學(xué)家亞里士多德在《機(jī)械問(wèn)題》中，就闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。不過(guò)，古代的齒輪是用木料制造或用金 屬鑄成的，只能傳遞軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不能保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性，齒輪的承載能力也很小。
隨著生產(chǎn)的發(fā)展，齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性受到重視。1674年丹麥天文學(xué)家羅默首次提出用外擺線作齒廓曲線，以得到運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的齒輪。18世紀(jì)工業(yè)革命時(shí)期，齒輪技術(shù)得到高速發(fā)展，人們對(duì)齒輪進(jìn)行了大量的研究。1733年法國(guó)數(shù)學(xué)家卡米發(fā)表了齒廓嚙合基本定律；1765年瑞士數(shù)學(xué)家歐拉建議采用漸開(kāi)線作齒廓曲線。19世紀(jì)出現(xiàn)的滾齒機(jī)和插齒機(jī)，解決了大量生產(chǎn)高精度齒輪的問(wèn)題。
1900年,普福特為滾齒機(jī)裝上差動(dòng)裝置，能在滾齒機(jī)上加工出斜齒輪，從此滾齒機(jī)滾切齒輪得到普及，展成法加工齒輪占了壓倒優(yōu)勢(shì)，漸開(kāi)線齒輪成為應(yīng)用最廣的齒輪。
1899年，拉舍最先實(shí)施了變位齒輪的方案。變位齒輪不僅能避免輪齒根切，還可以湊配中心距和提高齒輪的承載能力。1923年美國(guó)懷爾德哈伯最先提出圓弧齒廓的齒輪，1955年蘇諾維科夫?qū)A弧齒輪進(jìn)行了深入的研究，圓弧齒輪遂得以應(yīng)用于生產(chǎn)。這種齒輪的承載能力和效率都較高，但尚不及漸開(kāi)線齒輪那樣易于制造，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。
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齒輪的用途
齒輪的用途無(wú)外乎：
減速
增加力矩
點(diǎn)與點(diǎn)之間力的傳遞
改變力的作用方向
拆分傳動(dòng)力
所有這些功能都體現(xiàn)在變速箱內(nèi)。
例如：
I. 如何組合齒輪才能獲得更快的速度？
A、B、D分別是40齒，20齒和10齒，所以當(dāng)齒輪A旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，齒輪D一定旋轉(zhuǎn)4周，所以齒輪D的速度是A的4倍，而輸出的力卻是齒輪A的1/4。
II. 如何才能改變力的傳送方向？
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齒輪的分類
齒輪一般分為漸開(kāi)線齒輪、花鍵、傘齒輪、蝸輪蝸桿、轉(zhuǎn)子、異形齒輪(擺線輪、棘齒輪、人字齒等等)。
3.1 漸開(kāi)線齒輪/Involute gear/Cylindical gear
漸開(kāi)線齒輪包括漸開(kāi)線直齒和漸開(kāi)線斜齒。
3.1.1 漸開(kāi)線直齒輪/Spur Gear
該齒輪應(yīng)用于低轉(zhuǎn)速配合場(chǎng)合，配合噪音較低。優(yōu)點(diǎn)是易于生產(chǎn)且成本低廉，缺點(diǎn)是必須配對(duì)使用，安裝軸線必須平行。
3.1.2 漸開(kāi)線斜齒輪/Helical gear
此齒輪一般傾斜角度在10°~45°之間。優(yōu)點(diǎn)是嚙合平順安靜；更多的嚙合齒面能夠傳送更大的力矩；缺點(diǎn)是加工貴，會(huì)產(chǎn)生額外的軸向擠壓力。
3.2 花鍵/Spline
花鍵分為漸開(kāi)線花鍵、三角花鍵和矩形花鍵，多用于聯(lián)軸器的聯(lián)接場(chǎng)合。其特點(diǎn)是多齒工作，承載能力高，對(duì)中性好，導(dǎo)向性好，齒根較淺，應(yīng)力集中小，軸與轂強(qiáng)度削弱小，加工方便。
3.2.1 漸開(kāi)線花鍵
漸開(kāi)線花鍵齒形和漸開(kāi)線直齒齒形是同一種生成方式。
3.2.2 三角形花鍵
3.2.3 矩形花鍵
3.3 傘齒輪/Bevel gear
傘齒輪分為直傘尺和螺旋傘尺。
3.3.1 直傘尺
軸線即是圓錐形的軸線，優(yōu)點(diǎn)是直角驅(qū)動(dòng)，缺點(diǎn)是由于特殊的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致軸承和支撐比較難加工。
3.3.2 螺旋傘尺/Spiral Bevel gear
該齒輪的輪齒帶有螺旋角度，能夠應(yīng)用于傳遞較大力矩的場(chǎng)合，一般使用在倒擋。
3.4 蝸輪蝸桿/Worm gear
一般相互間以90度嚙合。優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)安靜，平順；能以直角驅(qū)動(dòng)；不會(huì)回轉(zhuǎn)；適用于定位結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是傳動(dòng)摩擦導(dǎo)致傳動(dòng)效率低；需要定期維護(hù)及應(yīng)用于低速場(chǎng)合。
3.5 轉(zhuǎn)子/Rotor
轉(zhuǎn)子一般分為陰(female)、陽(yáng)(male)轉(zhuǎn)子兩種。一般相互嚙合后應(yīng)用于螺桿式壓縮機(jī)。在陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子相互擬合轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，完成一個(gè)吸氣——壓縮——排氣的過(guò)程。
上圖中，左邊為陰轉(zhuǎn)子，右邊為陽(yáng)轉(zhuǎn)子。
區(qū)分方法是：一般陽(yáng)轉(zhuǎn)子的齒面比較飽滿，而陰轉(zhuǎn)子齒面比較單薄，內(nèi)凹。
注意：一般陽(yáng)轉(zhuǎn)子都是主轉(zhuǎn)子，先由陽(yáng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而進(jìn)行吸、排氣動(dòng)作。
3.6 異形齒輪
異形齒輪較為復(fù)雜，擺線輪，棘輪等以后將單獨(dú)開(kāi)篇講解。
