齒輪傳動的發(fā)展歷史

齒輪傳動是近代機器中最常見的一種機械傳動，是傳遞機器動力和運動的一種主要形式，是機械產品的重要基礎零部件。它與帶、鏈、摩擦、液壓等機械傳動相比，具有功率范圍大、傳動效率高、圓周速度高、傳動比準確、使用壽命長、結構尺寸小等一系列特點。

因此，它已成為許多機械產品不可缺少的傳動部件，也是機器中所占比重最大的傳動形式。齒輪的設計與制造水平將直接影響到機械產品的性能和質量。由于齒輪在工業(yè)發(fā)展中的突出地位，致使齒輪被公認為工業(yè)化的一種象征。

齒輪傳動技術經歷了長期的歷史發(fā)展過程。公元前400、200年，中國古代就開始使用齒輪，在我國山西出土的青銅齒輪是迄今已發(fā)現的最古老齒輪，作為反映古代科學技術成就的指南車就是以齒輪機構為核心的機械裝置。但從17世紀末，人們才開始研究能正確傳遞運動的輪齒形狀。18世紀，歐洲工業(yè)革命以后，齒輪傳動應用日益廣泛，先是發(fā)展擺線齒輪，而后是漸開線齒輪。

早在1694年，法國學者PhilippeDeLaHire，首先提出漸開線可作為齒形曲線。1733年，法國人CamusM.提出輪齒接觸點的公法線必須通過中心連線上的節(jié)點。他考慮了兩齒面的嚙合狀態(tài)，明確建立了關于接觸點軌跡的概念。1765年，瑞士的Euler提出漸開線齒形解析研究的數學基礎，闡明了相嚙合的一對齒輪，其齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關系。后來，Savary進一步完成這一方法，成為現在的Euler-Savery方程。對漸開線齒形應用作出貢獻的是RobertWillis，他提出中心距變化時，漸開線齒輪具有角速比不變的優(yōu)點。1873年，德國工程師H。ppe提出，對不同齒數的齒輪，在壓力角改變時的漸開線齒形，從而奠定了現代變位齒輪的思想基礎。直至19世紀末，展成切齒法的原理及利用此原理切齒的專用機床與刀具的相繼出現，使齒輪加工具有較完善的手段后，漸開線齒形才顯示出巨大的優(yōu)越性。

切齒時，只要將切齒刀具從正常的嚙合位置稍作移動，就能用標準齒輪刀具在機床上切出相應的變位齒輪。1908年，瑞士MAAG公司研究并制造出展成法加工的插齒機。接著，英國BSS、美國AGMA、德國的DIN等相繼對變位齒輪提出了多種計算方法。

為提高動力傳動齒輪的使用壽命并減小其尺寸，英國人Humphris在1907年最早發(fā)表了圓弧齒形的設想。1926年，瑞士人Wildhaber取得了法面圓弧齒形斜齒輪的專利權。1955年，原蘇聯工程師Novikov在完成實用性研究后進人工業(yè)應用。1970年，英國Rolls-Royce公司工程師Studer取得了雙圓弧齒輪的美國專利。與此同時，我國與原蘇聯，以及日本等國對雙圓弧齒形，進行了一系列開發(fā)研究并獲得了普遍的應用成果。