渐开线直齿啮合传动齿轮组结构

　　这套啮合齿轮组的设计，最初是针对轻工输送设备的动力分流场景做的适配，在中小型包装生产线、食品输送线的传动箱里，这类双齿轮直啮结构不需要额外的惰轮做转向调整，能直接把单输入轴的动力同步传递给两个平行输出轴，省掉了多余的传动链路，也能减少传动过程中的功率损耗。做结构设计的时候，首先要卡的是安装边界的限制，整套齿轮组的中心距是按照常规轻型传动箱的内腔尺寸预留的，两个齿轮的齿顶圆不会和箱体内壁、周边的轴承座安装位产生干涉，轮毂部分的键槽尺寸是匹配常用的平键规格，轴孔的公差带选的是过渡配合，既能保证装配的时候不需要过大的压装力，也能避免运行过程中轴和孔之间出现相对窜动。齿形部分用的是标准渐开线齿廓，压力角选的是通用的20度，

　　这种参数的齿轮互换性好，后期维护的时候如果单个齿面出现磨损，不需要整套更换，只要找同参数的标准齿轮就能替换，降低现场运维的成本。齿宽的设计是结合传递扭矩算的，针对1.5kW以下的电机输出工况，齿面接触强度和齿根弯曲强度都留了足够的安全余量，不会出现短时间过载断齿的情况，两个齿轮啮合的时候的侧隙是按照常温运行的工况预留的，既不会因为侧隙太小出现卡齿、发热胀死的问题，也不会因为侧隙太大导致传动回程误差超标，影响输送线的定位精度。轮毂上做的镂空减重结构不是随便开的孔，是在不影响轮体结构强度的前提下，去掉了非受力区域的多余材料，一方面能降低齿轮自身的转动惯量，电机启动和换向的时候冲击更小，另一方面也能减少转动过程中的风阻，

　　在高速运转的时候能降低一部分能耗，同时镂空的位置也能方便装配的时候用工具勾取，调整安装位置的时候更顺手。实际落地使用的时候，这套齿轮组不需要做特殊的定制加工，用常规的滚齿设备就能完成加工，齿面只需要做常规的高频淬火处理，硬度就能满足日常使用的耐磨要求，不需要做高精度的磨齿工序，加工成本控制得比较好，适合批量用在对传动精度要求不是极端严苛的通用传动场景里。做三维建模的时候，齿形部分是按照渐开线方程生成的精确曲面，没有用近似圆弧代替齿廓，装配的时候两个齿轮的啮合位置是按照实际中心距做的配合约束，转动的时候不会出现齿面干涉、啮合错位的问题，不管是做运动仿真看传动比是否准确，还是直接导出工程图做生产加工，都能直接用，

　　不需要再额外调整齿形参数。很多刚入行的设计人员做齿轮组的时候，经常会忽略轮毂凸台的高度，这套齿轮的轮毂凸台高度是按照轴承内圈的定位高度做的，装配的时候轴承能刚好顶在凸台端面上，不需要额外加轴套做定位，能减少装配的零件数量，也能避免因为轴套尺寸误差导致的轴承定位不准、跑外圈的问题。另外齿轮的端面倒角也做了规范的处理，齿端的倒角是1×45度，装配的时候能顺利滑入啮合位置，不会因为齿端的毛刺把配合齿面刮伤，轮毂孔的入口处也做了倒角，压装到轴上的时候不会刮伤轴的配合表面，能保证装配后的配合精度。在传动场景里，这类直齿齿轮组和斜齿轮相比，虽然运转的时候噪音稍大一点，但是没有轴向力，不需要用能承受轴向载荷的角接触轴承，用普通的深沟球轴承就能满足支撑要求，进一步降低了整套传动机构的成本，而且直齿轮的加工和检测都更简单，小批量生产的时候交付周期更短，对于很多交货期紧张的非标设备项目来说，这种结构的适配性非常高。