[科普中国]-准双曲面齿轮

准双曲面齿轮（hypoid gear）又称“海拔齿轮”。以圆锥面作为分度曲面，近似地代替双曲线体上远离喉部的端部截体曲面的落轮。

分度曲面为双曲面的齿轮称双曲面齿轮。由于双曲面齿轮制造困难，多用接近双曲面的准双曲面作为分度曲面，这种齿轮称准双曲面齿轮，其外形极似曲线齿锥齿轮，其齿高可分为：标准收缩齿；双重双缩齿；倾斜根线收缩齿及长幅外摆线的等高齿。1

简介准双曲面齿轮指轴线偏置的锥齿轮，习惯叫“双曲线齿轮”，也有叫“准双曲面齿轮”或“准双曲线齿轮”的。

准双曲面齿轮在汽车后桥总成开发中的重要性越来越受到开发者的重视，对齿轮的重量、传动的平稳性、承载能力、及寿命方面的要求也越来越高。

准双曲面齿轮，由于齿面是复杂的曲面，用通常的方法很难得比较精确的几何模型，更难得到比较精确的有限元模型，而要较准确地模拟分析这种复杂的曲面接触过程，对有限元模型的精确性要求是很高的，比较准确的有限元模型有六面体有限元模型。

准双曲面齿轮传动特点1、轴线偏置距

准双曲面齿轮用于轴线相错两轴间的传动，见下图。小轮轴线偏离大轮轴线的一段距离叫偏置距，用E表示。

一般规定，当面对大轮轮齿，将小轮水平地置于大轮右侧，若小轴轴线位于大轮轴线下方，叫做下偏置，反之为上偏置，见下图。

2、偏置距与螺旋角的关系

偏置的方向一般取使小轮增大螺旋角的方向。偏置距增大，小轮螺旋角也增大，小轮外径也随着增大。这样可提高小轮的刚性及强度，也可减少小轮齿数，得到高减速比传动。

3、与锥齿轮相比的特点

准双曲面齿轮副轴线具有偏置距，使传动设计布置更灵活，同时也可改善小轮的强度。准双曲面齿轮副小轮具有较大的螺旋角使之啮合时获得更大的重合度，传动更平稳。在传动过程中，沿齿长方向及齿高方向都有相对滑动，使热处理后工件研齿工艺性较好。但由于相对滑动比锥齿轮大，出现早期磨损的可能性也较大，因此要注意选择润滑油。2

准双曲面齿轮的特殊术语及定义1、轮齿各部主要名称及定义

轮齿各部主要名称的代号见下图。

（1）齿高h：齿顶圆至齿根圆之间沿背锥母线度量的距离。

（2）齿顶高ha：齿顶圆至分度圆之间沿背锥母线度量的距离。

（3）齿根高hf：分度圆至齿根圆之间沿背锥母线度量的距离。

（4）工作齿高h'：一对锥齿轮相互啮合时，两者的齿顶圆与背锥母线各有一个交点，这两个交点之间沿上述公共母线度量的最短距离。

（5）顶隙c：齿顶圆与它的相配齿轮齿根圆之间沿着两背锥的公共母线度量的距离。

（6）齿距P：两个相邻齿的同侧齿廓分度圆上的弧长。

（7）齿厚s：一个轮齿两侧面之间的分度圆弧长。

（8）齿槽宽：在锥齿轮上，一个齿槽的两侧齿面之间的分度圆弧长。

（9）侧隙j：侧隙是在工作节圆上，齿槽宽度大于相啮合轮齿齿厚的量。

2、齿线

齿长曲线是指齿面与节圆锥的交线。一般用假想平面齿轮的齿长曲线作为锥齿轮的特征及其分类的基础。

几种常见的齿长曲线有直线、斜线、长幅外摆线，见下图

另外，还有用锥形滚刀加工的准渐开线，但已很少使用。

曲线齿线中以弧线及长幅外摆线使用最为广泛，而且使用弧线的居多。弧线齿易于磨齿，能达到高精度，可用于高速传动。长幅外摆线齿是等高齿，采用无需间歇分齿的连续切削。2

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学