上海水泵集团技术之齿轮
用于水泵传动的齿轮 齿轮传动的主要用途是将原动机（电动机或发动机）的速度降低，以适合于水泵的需要，但有时起升速作用，使水泵在高于原动机的速度下运转。此外，还可以起另一作用，例如，一台立式泵要用横轴原动机（如柴油机）驱动，可以通过直角的齿轮箱来传递功率。如齿轮的传动比为1：1，就是说它不起变速的作用。
有时，齿轮传动还可起组合两台原动机的作用，如一台动机驱动的水泵，为了防备停电，另外再装一台柴油机作为应急备用。这种情况下，电动机垂直地装在齿轮箱的顶部，与轴直接相连，而柴油机通过一对啮合的伞齿轮与电动机相连。也可用改变齿轮传动比的方法来调节水泵的转速。此外，还可采用许多其它类型的变速传动方式，如皮带、摩擦轮传动、液力、液压、流体粘性和涡流联轴器，以及变速电动机传动等等。
齿轮的类型 用于水泵的齿轮多为平行轴的斜齿轮或人字齿轮或是90°的螺旋伞齿轮。正齿轮只是偶然用于小功率低速的水泵传动中，像正齿轮一样，直角伞齿轮要受功率和转速的限制。直角伞齿轮，偏轴伞齿轮因为造价高而用得较少。蜗轮蜗杆只用在尺寸要求非常紧凑或传动比很大的情况下，它受功率的限制，并且效率比其它齿轮传动低得多。
平行轴齿轮传动 斜齿轮和正齿轮的比较在两根平行轴之间用正齿轮传递动力，不产生轴向力，所以无需止推轴承，它既经济又便于制造，但只适用于中等转速传动。
当考虑用在两根平行轴上的齿轮减速箱或功率传递装置时，首先要决定的是究竞选用正齿轮还是斜齿轮？如果选用斜齿轮，是单斜齿还是双斜齿？根据一般知识，斜齿轮比正齿轮有较好的传动特性，但价格贵，这常常影响它的选用。然而，经过仔细研究比较，正齿轮与斜齿轮在相同尺寸下，往往斜齿轮实际上会有较多好处。
正齿轮与斜齿轮均为渐开线齿形，如果将斜齿轮沿齿槽法线方向切开，就可看出是典型的正齿轮齿形。正齿轮的每对齿啮合靠沿齿表面整个长度的互相接触而传递负载。
斜齿轮每对齿是沿齿面对角线逐渐啮合，这样可以有更多齿在同一时间内啮合，啮合的有效表面宽度（超过75%）比相当的正齿轮多，传递能力高，它可比相当的正齿轮多传达一倍的功率，此外，它还具有传动平稳、轻快等优点。
成批生产的正齿轮推荐的节圆速度上限为1000英尺/分，而相应的斜齿轮的上限却可达它的五倍，即5000英尺/分。现在速度达到30000英尺/分的斜齿轮并不罕见，当然，在这样的速度下工作正、斜齿轮的精度相应要提高。
斜齿轮除了像正齿轮有径向负载外，还产生沿旋转轴线方向的轴向力，它是螺旋角的函数，角度越大，轴向力也就越大。在采用斜齿轮传动时，必须考虑结构和轴承上能承受这个轴向负载。
双斜齿轮 这类齿轮由两组方向相反的斜齿组成，每组齿轮具有相同的斜角和节距，但各组的斜角方向部相反。因此两组齿轮上产生的轴向力互相抵消，没有轴向力传到轴和轴承上去。正因为这样，每个斜齿轮的螺旋角可以做得比普通单个使用时大得多，齿数重合更多，可以得到更好的传动效果。由于具有这些优点，这种齿轮常用于高速的水泵装置。
在轴上作用有外部传来的轴向负载时，以采用单斜齿轮为好，因为齿轮的正常啮合不受影响，而若用双斜齿轮，就会使一边的斜齿不受或只受一点载荷，而另一边的斜齿却有过载的危险。
单斜齿轮的齿表面可以做得比双斜齿轮窄，因为前者不存在像双斜齿轮中间需要留的沟槽。齿面愈窄，齿的错位、扭曲及偏差均可减小，也就适应于更高的极限速度。双斜齿轮如果制造精度不够高，齿间有间隙，会造成周向受载不均匀，会导致齿轮轴的振动。
整齿人字齿轮这是一种中间没有沟槽的双斜齿轮，因为它具有拱形的齿，故又常被称之为“有脊椎骨的齿轮”。整体人字齿轮用于中等转速的重载荷需要连续工作的地方，或者用于有冲击和振动或需要单级降速比高的场合。这种齿轮由于齿中间没有沟糟，所以齿的强度比双斜齿为高，能传递更大的力量。它与双斜齿相同，两侧齿所产生的轴向力互相抵消，故亦无轴向力。
整体人字齿轮可采用较大的螺旋角，以增大啮合重叠系数。也可采用不承受轴向力的轴承，整体人字齿轮的螺旋角通常敬成30°。
相交轴的啮合齿轮 直锥齿轮 这种齿轮用于两轴相交成直角或是其它角度的功率传动。改变齿轮的齿数，就可以得到不同的速比。直锥齿轮可用于速度达1000英尺/分或是运转条件不宜于采用螺旋伞齿轮的场合。如果两轴正交且转速相同，则这样的一对锥齿轮称之为等径锥齿轮。
螺旋伞齿轮 它与直锥齿轮一样，都是在锥面上加工成的齿轮，差别在于加工直锥齿轮时，刀具做直线运动，得出直的齿形；而加工螺旋伞齿轮时，刀具是按弧线运动，得出弧形齿，故称为螺旋伞齿轮。它的优点是能将载荷分布在两个或两个以上的轮齿上，所以承载能力更大。最大节圆速度可达8000英尺/分。这种齿轮由于轮齿逐渐啮合，因而传动平稳轻快，与直锥齿轮在尺寸相同的情况下，小螺旋伞齿轮可以有较少的齿数。但螺旋伞齿轮的轴向力较大，并随旋转方向和螺旋方向而变。齿轮螺旋的方向应按小齿轮脱离啮合的趋向选取。
弧齿锥齿轮 它也是用锥形齿坯加工的，加工时用盘状铣刀，刀具不经过锥顶。实际上它是螺旋角为零的螺旋伞齿轮（放又名为零螺旋角伞齿轮)。弧齿锥齿轮工作平稳，轮齿顶部没有应力集中现象，寿命长，所以在许多工业部门用它取代直锥齿轮。它的受力情况与直锥齿轮相当，在任何情况下都不会有向内的轴向力。零螺旋角所造成的轴向负载与直锥齿轮相当。
偏轴锥齿轮 它在外形上与螺旋伞齿轮相似，只是齿轮轴不相交，小齿轮轴偏置于大齿轮轴的一侧。这种齿轮齿廓是按旋转双曲线加工而成，故又称为“双曲面齿轮”。由于齿轮轴两端可以支承在轴承上，轴的刚度大为加强，所以它承载能力大，传动平稳无噪音且可有较高的传动比。
蜗轮蜗杆 传动的工作过程是蜗轮蜗杆齿面相互滑动，同时又产生类似于正齿轮在齿条上的滚动。由于这种螺旋运动，蜗轮传动既无噪音，又无振动，并且能在完全没有脉动的情况下产生恒定的输出转速，故常用于有冲击载荷的减速传动。它在一定的负载下，具有结构紧凑的特点。与其它齿轮传动比较，若中心距相等，它可以得到更大的传动比，但其效率比其它齿轮传动低得多。蜗轮传动的功率也有一定限制。
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