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变位齿轮在汽车变速器中的应用

渐开线标准齿轮传动由于存在一些缺陷而限制了它的应用范围：一对啮合的标准齿轮，小齿轮的齿根厚度比大齿轮的齿根厚度薄，如果两只齿轮的材料相同，那么小齿轮的齿根弯曲强度低;小齿轮的齿根大滑动比要比大齿轮大，如果两只齿轮的材料和硬度相同，则小齿轮齿根的齿面磨损较快;标准齿轮只能用于实际中心距等于理论中心距的场合，当实际中心距不等于理论中心距时，这对齿轮则无法使用;用范成法制齿时，标准齿轮只能用于Z≥Z min ,当ZZ＜Z min时齿轮将发生根切。

为了解决标准齿轮的上述缺陷，人们找到了“变位齿轮”，它能够有效的解决上述缺陷，使齿轮传动变得更加完美。目前在汽车变速器中，不论是商用车还是乘用车，都在广泛应用变位齿轮传动，很难找到一只标准齿轮。

一、变位齿轮的变位原理

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设用标准滚刀或标准插齿刀来切制齿轮，刀具的分度圆与工件的分度圆相切，所切出的齿轮，不但模数和齿形角与刀具相同，它的分度圆齿厚和齿根高也都符合标准数值。若将刀具移近工件或移离工件的中心，则可同样切出的模数和齿形角的齿轮，但其分度圆齿厚和齿根高都发生了变化，齿形所占有的渐开线段也与标准齿轮不同。这种齿轮我们称为变位齿轮。利用变位齿轮形成原理，将刀具移离工件的中心，使刀具的顶圆与啮合线交于工件的极限点N1或N1以内，不可以避免根切现象，而且由于变位可以改善齿轮的传动性能。

由变位齿轮的形成原理可以看出，切制变位齿轮时，并不需要专门的刀具和对机床进行特殊的调整，只需将刀具移离或移近即可。刀具的位移量是模数与变位系数的乘积，变位系数X可取“+”，也可取“-”。“+”表示刀具移离被切齿轮中心，这样切出的齿轮叫正变位齿轮，反之，切出的齿轮叫负变位齿轮。

为保证齿轮正常啮合，我们对变位齿轮的外径和齿厚也作相应的调整。齿轮的基圆大小与变位系数无关，就是说齿轮经变位后，不论变位系数如何变化，其齿形都是同一基圆的渐开线，只是所占的渐开线部分不同。正变位齿轮齿形占用的渐开线的曲率半径较大，齿顶高变大，所以齿根齿厚增加，齿顶齿厚变薄。负变位齿轮齿形占用的渐开线的曲率半径较小，齿根高变大，齿顶高减少，所以齿根齿厚变薄。就因为这些变化使得齿轮的几何参数和啮合性质也都发生了一系列变化。正确地、合理地设计出变位齿轮，使其在汽车变速器中发挥出大作用，是我们想要得到的。