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弧齿圆柱齿轮是近年来在各类机械产品中较有发展前途的一种新型圆弧形齿线齿轮。它是目前一种较为平稳、高效的传动部件,可以作为斜齿和人字齿齿轮的替代品,用于高速重载的场合,也被作为当今汽车、重载荷机械等高速、高精装备的主要传动元件之一。弧齿圆柱齿轮泵、弧齿圆柱齿轮减速器等都被广泛用于工程机械、交通、航空航天和仪表等诸多行业中。 弧齿圆柱齿轮以其独特的齿形特点和优越的传动性能,不断吸引着众多国内外专家学者对它进行深入研究。但受到加工技术等因素的限制,特别是该齿轮的加工方法和加工装置一直未能得到很好地解决,在应用中很可能会由于选择不合适的传动方案和啮合参数,而导致关键性的技术错误。因此,在设计及精密制造中控制弧齿圆柱齿轮的质量和性能非常困难。如何能够使得弧齿圆柱齿轮实现简单、快速、高效率、最优化的应用,已经成为亟待解决的工作。 本文基于弧齿圆柱齿轮的发展历史以及国内、外研究现状,确定其主要参数及加工的研究方向。透过齿轮啮合原理,实施三维造型建模,逐步推导出弧齿圆柱齿轮的齿面方程、动态齿面啮合线方程以及齿面接触线表达式,揭示出该齿轮在传动过程中的啮合特性。提出弧齿圆柱齿轮由于具有呈空间曲线状的齿面接触线和较大的啮合重合度,故啮合平稳性卓越。用COSMOS Works进行接触分析,与普通圆柱齿轮进行承载能力分析比较,阐明其承载能力提高的缘由。最后提出理想的弧齿圆柱齿轮加工方法——双向齿面包络加工法,并在四轴数控机床上实现了弧齿圆柱齿轮试样的切制。 相信随着来自各方面的不断努力践行和深入研究探索,弧齿圆柱齿轮的各项相关技术将会不断完善,在齿轮传动中显示出更为明显的优势及广阔的应用前景。