齿轮的前世与今生

05-12-2023

一篇文章解释了齿轮的过去和现在


早在公元前350年,著名希腊哲学家亚里士多德就在他的著作中记载了有关齿轮的信息。公元前250年左右,数学家阿基米德在他的作品中解释了涡轮蜗杆在曳引机中的使用。现今伊拉克的克特斯比奥斯水钟遗址中保存着远古时代的齿轮遗迹。

turbine worm gear 


齿轮在中国也有着悠久的历史,有记录表明早在公元前 400-200 年就有齿轮使用。在中国山西出土的青铜齿轮可以追溯到那个时期,代表了已知最古老的齿轮。中国古代文物中发现的制导车体现了以齿轮系统为基础的机械装置的核心机构,展示了古代科学技术的成就。15世纪末意大利文艺复兴时期,博学者达芬奇不仅在文化艺术上,而且在齿轮技术史上留下了不可磨灭的印记。500 多年后,齿轮仍然保留着那个时代的原型。直到17世纪末,人们才开始研究传递运动的正确齿形。18世纪工业革命后,齿轮传动在欧洲日益普及。发展首先集中在渐开线齿轮,后来集中在斜齿轮。到20世纪初,斜齿轮在实际应用中占据了主导地位。随后的发展包括螺旋齿轮、圆弧齿轮、锥齿轮和螺旋齿轮。

 

现代齿轮技术已达到令人瞩目的规格:齿轮模数从0.004毫米到100毫米,齿轮直径从1毫米到150米,传输功率高达10万千瓦,转速高达每分钟10万转,最高圆周速度达到300米每秒。

 

国际上,动力传动齿轮装置正在向小型化、高速化、标准化方向发展。齿轮设计的特点包括特种齿轮的应用、行星齿轮装置的开发以及低振动、低噪声齿轮机构的研究。

 

齿轮的类型

 

齿轮有多种类型,通常根据齿轮轴的方向进行分类。一般分为平行轴齿轮、相交轴齿轮和非相交轴齿轮三种类型。

 

平行轴齿轮:此类包括正齿轮、斜齿轮、内齿轮、齿条和斜齿条。

 

相交轴齿轮:示例包括直齿锥齿轮、螺旋锥齿轮和零度锥齿轮。

 helical gears

非相交轴齿轮:此类包括非相交轴斜齿轮、蜗轮和准准双曲面齿轮。上表所列效率为传动效率,不包括轴承、润滑等损失。平行轴和相交轴齿轮副中的齿轮通常涉及滚动,相对滑动最小,因此效率高。相比之下,非相交轴齿轮,如非相交轴斜齿轮、蜗轮蜗杆等,依靠相对滑动来实现动力传递,对效率影响较大,导致与其他齿轮相比有所下降。齿轮效率是指正常装配条件下的传动效率。如果安装不正确,特别是在锥齿轮组件中的距离不正确导致锥齿轮交点处出现错误的情况下,效率会显着降低。

 

 

 

 

 

 


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