齿轮的发展及特点
齿轮是一种轮缘上有齿且能连续啮合传递运动和动力的机械元件，即齿轮是依靠齿的啮合传递运动和动力的轮状机械零件。
人类对齿轮的使用源远流长，但早期的齿轮并没有齿形和齿距的规格要求，因此连续转动的主动轮往往不能使被动轮连续转动。为了解决这一问题，齿形逐渐发展为弧形，并通过减小齿距使被动轮获得连续转动。
齿轮传动具有传动效率高、传动比准确、功率范围大、传动平稳、噪声低、使用寿命长等优点。齿轮在运转时，齿轮齿面承受接触应力和摩擦力，齿根要承受弯曲应力，有时还要承受冲击力。齿轮机构在工业产品中广泛应用，其设计与制造水平直接影响到工业产品的品质。
齿轮的分类及加工
齿轮的分类方法有很多种，结合风电齿轮箱的特点，为了理解方便，可将齿轮结合传动机构进行分类：
1、定轴轮系：可进一步分为平面定轴和空间定轴，风电齿轮箱平行级部分为平面定轴，传动方式为外啮合传动。
2、周转轮系：可进一步分为行星轮系和差动轮系，风电齿轮箱行星级部分一般为行星轮系结构，也部分齿轮箱采用差动轮系结构。传动方式为外啮合传动（太阳轮、行星轮）+内啮合传动（行星轮、内齿圈）。
目前技术最成熟，使用最广泛的齿轮为渐开线齿轮（即齿廓曲线为渐开线），其加工原理分为成形法和展成法两类。
成形法：刀刃形状与被切齿轮齿槽的形状相符，齿面由成形刀具直接切出，例如铣齿等。
铣齿
展成法：齿面是根据齿轮的啮合原理来形成的，例如滚齿、插齿等。
滚齿
渐开线齿轮的基本结构
轮齿（齿）：齿轮上每一个用于啮合的凸起部分。一般来说这些凸起部分呈辐射状排列。配对齿轮上轮齿互相接触，导致齿轮的持续啮合运转。
齿槽：齿轮上两相邻轮齿之间的空间。
端面：在圆柱齿轮或圆柱蜗杆上垂直于齿轮或蜗杆轴线的平面。
法面：在齿轮上，法面指的是垂直于齿轮齿线的平面。
齿顶圆：齿顶端所在的圆。
齿根圆：槽底所在的圆。
基圆：形成渐开线的发生线在其上作纯滚动的圆。
分度圆：在端面内计算齿轮几何尺寸的基准圆，对于直齿轮，在分度圆上模数和压力角均为标准值。
齿面：轮齿上位于齿顶圆柱面和齿根圆柱面之间的侧表面。
齿廓：齿面被一指定曲面（对圆柱齿轮是平面）所截的截线。
齿线：齿面与分度圆柱面的交线。
端面齿距：相邻两齿同侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
模数：齿距除以圆周率π所得到的商，以毫米计。
齿厚：在端面上一个轮齿两侧齿廓之间的分度圆弧长。
槽宽：在端面上一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长。
齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离。
齿根高：分度圆与齿根圆之间的径向距离。
全齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。
齿宽：轮齿沿轴向的尺寸。
端面压力角：过端面齿廓与分度圆的交点的径向线与过该点的齿廓切线所夹的锐角。
作者 胡艳杰 高级工程师
南京安维士传动技术股份有限公司
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风电产业
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