一、定義
非圓齒輪也叫異形齒輪,是分度曲面不是圓柱面的齒輪,它和另一個齒輪組成齒輪副以後,在嚙合過程中,其瞬時角速度比按某種既定的運動規律而變化。非圓齒輪的英語為non-circular gear,簡稱NCG。
二、非圓齒輪的特點
非圓齒輪可以實現特殊的運動和函式運算,對機構的運動特性很有利,可以提高機構的性能,改善機構的運動條件。
三、套用
非圓齒輪目前已經成功運用於:1)加工等螺旋角錐形立銑刀;2)變速磨削凸輪;3)滾筒式飛剪機;4)輪式步行機;5)汽車刮水器,轉向器;6)與正玄機構組合使用;7)與曲柄滑塊機構組合使用;8)橢圓齒輪流量計;9)紡織機械;10)印刷機;11)非圓鏈輪在腳踏車上的套用;12)非圓鋼帶在精密機械,儀器中套用;13)自動機器儀器儀表及解算裝置中。隨著計算機輔助設計(CAD)和輔助製造(CAM)的廣泛套用,大大減少非圓齒輪設計和製造的難度和周期,其套用也越來越廣泛。
四、非圓齒輪傳動
非圓齒輪傳動是指傳動中至少有一個齒輪的節曲面不是圓柱面的齒輪傳動。
傳動中至少有一個齒輪的節曲面不是圓柱面的齒輪傳動。一對非圓齒輪嚙合傳動時,其瞬時傳動比按一定規律發生周期變化。圖1中兩非圓齒輪1和2的節曲線分別為J1和J2,當兩輪嚙合傳動時,J1和J2作無滑動的純滾動。其瞬時傳動比為:i12=ω 1/ω 2=r2/r1,式中ω 1和ω 2分別為兩輪的瞬時角速度,r1和r2分別為兩輪的瞬時向量半徑。為了實現非圓齒輪傳動,也就是保證兩輪瞬心軌跡為純滾動接觸,必須滿足下列兩個條件:① 任何兩個瞬時向量半徑之和均應等於兩輪的中心距a,即r1+r2=a;②節曲線J2的長度必須是J1的整數倍。非圓齒輪傳動的類型很多,機械中常用的是橢圓齒輪傳動(圖2),它的節曲線是一對大小相等的橢圓。在橢圓齒輪傳動中,主動輪等速迴轉時,從動輪角速度周期性地從最小變到最大,又從最大變到最小。此外也可用其他曲線作節曲線,如對數螺旋線和卵形曲線等。非圓齒輪傳動在工具機、印刷機、紡織機械和儀器中均有套用。