【構思】徑向偏移退讓齒輪應該可以消除齒隙與噪音

王樹大

作者：葛忠華 純原創的技術帖，罵人噴人的就繞道走吧。


8 Z* q' W( C6 H; d! c' Q5 s      齒輪傳動有些缺 陷一直困擾人類幾千年了。主要來之齒嚙合時的間隙難以消除，因為為了方便齒輪能夠順利運動所以不可讓齒輪抵觸太緊而徹底卡死，這還是后帶來的問題，真正的問題是如果齒輪的中心距小到極限值時齒輪組合的可能性也沒有了，就更別提等它做功了，與我們現在很多人追求的無滯后傳動雖然是接近了，但是它是架子貨，沒有真正作用力的。所以齒輪與齒輪的中心距一直被設計成必須大于標準值。那些越高級的齒輪組追求的是無線接近標準中心距但前提還是大于中心距，所以這顯然是個相矛盾的要求。這樣的齒輪組再配合高精度齒形可以獲得低噪音無滯后的理想傳動需求。
+ \3 R# s3 z8 c) B         消除齒隙的方法不斷被發明出來，斜齒輪其實可能是消除齒隙，它只是把接觸面有一顆顆齒的間隔接觸分解成跨幾個齒的多點接觸來減少噪音的，消除間隙用的較多是雙拼齒輪，讓兩個薄齒輪組成牙型稍微錯開一點的齒輪去嚙合一個正常的齒輪，這個要用彈簧組環向相對拉扯兩個薄齒輪實現，還是挺有效的。傳統齒輪組絕大多數是采用較硬的金屬造，當然有些靜音場合現在合成材料比較多，或者一些受力要求不苛刻的也采用廉價塑料制造。但是那些材料造的齒輪還是容易失效的，很多精密高速車床里會采用一種特殊尼龍制造高速檔齒輪，來達到減輕高速時的噪音問題，但是操作工如果切削參數不匹配就造成這個尼龍齒輪崩齒完蛋。
          我構想的齒輪其實就是要齒輪與輪軸不是硬性組合的，可以讓齒輪與輪軸能實現合理平衡的圓跳動偏擺，所以需要在輪軸與齒輪間填充彈性材料實現。而這種彈性材料商品話制作時可以通過精密壓鑄時灌鑄進去，這檔彈性材料圈可以盡量大直徑，直徑越大可以實現更大的扭矩傳遞。而齒圈可以做的并非那較薄的。不用像諧波減速器的真正柔性齒圈一樣。畢竟柔性齒圈是靠合金鋼優異的機械性能完成大變形而薄破裂的，顯然成本很高，我設想的齒輪偏擺只利用圈與圈之間填充的彈性材料來實現，經濟性要高多了。個人制作可以通過市售硅膠木倉完成填充作業。
          關于扭矩的問題其實并不是問題啦，只要開發處合理的填充料，對填充面做滾花處理是可以得到足夠用的扭矩的，再不行可以改大齒輪規格。其實很多時候傳動失效完全是好事，可以保護機器本身，最重要可以保護生命，很多時候機器卷進了工人，如果整個傳動系超級高效，直接把人擠成血肉模糊真算什么好事呢，所以如果扭矩夠用在特殊情況下齒輪傳動失效是對機器對人類的一種保護機理，并不是什么牛鬼蛇神。
7 ]  k/ u  W3 z/ U$ F% O          有人說了，這種齒輪連接動平衡不好，確實如此，不過齒輪嚙合傳動高轉速本不就適合大直徑齒輪，想有些上一米直徑的齒輪它幾分鐘才一圈，幾百毫米的齒輪很少會超千轉的，一般也就幾百轉每分鐘，而小與10厘米直徑的齒輪就是過千轉時動平衡問題不是很大的。另外就是這種徑向便宜齒輪只需要2個齒輪中直徑較小的那顆采用就夠了，沒必要兩顆齒輪都要采用這個手段的，由于是較小的那顆齒輪做這種設計，所以它還是比較容易實現的。

everfree

思路不錯

建寧

其實法國的高鐵車輪就是樓主所說的結構。不過他們的材料是橡膠。不過用在齒輪上，壽命如何呢？填充材料的變形與壽命應該要能定量計算吧