6.12 圆弧齿圆柱齿轮传动简介

　　减小齿轮传动的尺寸和质量的主要途径，在于设法提高其承载能力。目前工业中广泛使用的渐开线齿轮传动已有两百多年的历史。虽然它具有易于加工及传动可分性特点，但由于综合曲率半径ρ∑不能增大很多，载荷沿齿宽分布不均匀，以及啮合损失较大等原因，提高其承载能力就受到了一定的限制，因而日益不能满足如冶金、采矿、动力等重要工业部门所提出的越来越高的要求。为此，提出了新的齿轮传动--圆弧齿圆柱齿轮传动，简称圆弧齿轮传动。

　　圆弧齿轮传动的齿廓及其类型、啮合原理及传动特性等已在《机械原理》中介绍过。圆弧齿轮传动与渐开线齿轮传动相比有下列特点：
　　 圆弧齿轮传动啮合齿轮的综合曲率半径ρ∑较大，齿轮具有较高的接触强度。由实验得知，对于软齿面(≤350HBS)、低速和中速的圆弧齿轮传动，按接触强度而定的承载能力至少为渐开线直齿圆柱齿轮传动的1.75倍，甚至有时达到2～2.5倍。

　　目前我国对软齿面的单圆弧齿轮传动，经精滚工艺，精度可达6级，齿面接触斑点达80%,约相当于经过磨制过的渐开线齿轮传动。而双圆弧齿轮传动较之单圆弧者，不仅接触弧线长，而且主、从动齿轮的齿根都较厚，不论齿面接触强度、齿轮根弯曲强度以及耐磨性都更高。双圆弧齿轮的齿高较大，齿轮的刚度就较小，故啮合时的冲击、噪声也小，因而双圆弧齿轮传动更具发展前途。

　　 圆弧齿轮传动具有良好的磨合性能。经磨合之后，圆弧齿轮传动相啮合的齿面能紧密贴合，实际啮合面积较大，而且齿轮在啮合过程中主要是滚动摩擦，啮合点又以相当高的速度沿啮合线移动，这就对形成轮齿间的动力润滑带来了有利的条件，因而啮合齿面间的油膜较厚。这不仅有助于提高齿面的接触强度及耐磨性，而且啮合摩擦损失也大为减小（约仅为渐开线齿轮传动的一半），因而传动效率较高（当齿面粗糙度为1.6时，传动效率约为0.99左右）。

　　 圆弧齿轮传动轮齿没有根切现象，故齿数可少到8～6，但应视小齿轮轴的强度及刚度而定。

　　 圆弧齿轮不能做成直齿，并为确保传动的连续性，必须具有一定的齿宽。但是对不同的要求（如承载能力、效率、磨损、噪声等）可通过选取不同的参数，设计出不同的齿型来实现。

　　 圆弧齿轮传动的中心距及切齿深度的偏差对齿轮沿齿高的正常接触影响很大，它将降低齿轮应有的承载能力，因而这种传动对中心距及切齿深度的精度要求较高。

　　圆弧齿轮轮齿的失效形式与渐开线齿轮相同，齿面有点蚀、磨损、齿根有折断。对于要求寿命长、冲击轻微的闭式齿轮传动，应以防止齿面疲劳点蚀为主，故应考虑选用双圆弧齿轮，并选取较大的齿高系统，以增长接触弧，从而提高齿轮的齿面接触强度。若是齿轮的承载能力取决于齿根的弯曲强度时，则又应考虑选用短齿制的双圆弧齿轮，以减小齿轮受载的力臂及增大齿根厚度，从而提高齿根的弯曲强度。