多瓣式端面啮合传动齿盘结构

　　这类多瓣式端面齿结构常被用在需要周向同步咬合、传递中等扭矩的间歇传动工位，常见于自动化分度台的端面锁止机构、快换工装的定位咬合组件，以及部分手动调节设备的档位啮合部件，相比圆柱齿轮的径向啮合，端面齿的咬合接触面积更大，在同等轴向压紧力下能传递更大的静扭矩，且咬合到位后无径向窜动间隙，定位重复精度表现更稳定。

　　从实际使用场景来看，这类齿盘不需要持续高速回转，多数工况是在静止状态下完成轴向压合锁止，再随主轴做同步回转，或者在分度调节时脱开齿面，转动到对应工位后再次啮合锁止，比如多工位回转工作台的分度定位，每转动一个固定角度，端面齿盘就会在弹簧或者气缸推力下咬合，把转台牢牢锁在当前工位，避免加工过程中出现角度偏移，相比圆柱销定位，端面齿的多齿同时啮合能分散接触应力，长期使用不会出现销孔磨损导致的定位间隙变大问题。

　　设计这类齿结构的时候，首先要确定齿的瓣数，也就是单次分度的最小角度，比如8瓣齿对应的就是45度的分度间隔，12瓣对应30度，齿的侧面要做小角度的导向斜面，方便轴向压合的时候能自动导正，哪怕两个齿盘存在微小的周向错位，也能顺着斜面滑入咬合位置，不会出现顶齿卡滞的问题。齿根位置要做圆弧过渡，避免应力集中导致长期受载后出现齿根裂纹，齿顶位置要做小倒角，去除加工毛刺，同时减少咬合时的磕碰损伤。

　　尺寸边界上，这类齿盘的外径要根据所需传递的扭矩来核算，齿的有效啮合高度一般不超过齿盘总厚度的三分之一，剩下的基体部分要保证足够的结构强度，避免受载后出现基体变形。中心通常会设计通孔或者轴孔，用来和传动轴配合安装，安装端面要保证和齿面的平行度公差控制在0.02mm以内，否则啮合时会出现部分齿接触过紧、部分齿完全没接触的偏载问题，加速局部齿面的磨损。齿面的粗糙度一般控制在Ra1.6到Ra3.2之间，不需要过高的镜面精度，只要保证咬合时接触面贴合均匀即可，过高的表面精度反而会提升加工成本，对实际锁止强度没有明显增益。

　　在实际装配的时候，要保证两个配对齿盘的同轴度公差在0.03mm以内，轴向的压紧力要均匀作用在齿盘基体上，不能出现偏压，否则会导致齿面受力不均，长期使用后出现局部齿面压溃。如果是用在频繁分度的工况下，齿面可以做表面淬火处理，提升表面硬度，减少反复咬合带来的磨损，延长部件的使用寿命。这类结构相比棘轮棘爪的锁止结构，没有回程间隙，锁止刚度更高，而且可以根据需求设计不同的齿数以匹配不同的分度角度，适配性更强，在工装夹具、分度设备、手动调节机构里的应用十分广泛。建模的时候要注意每个齿瓣的周向均布公差，单个齿的角度偏差不能超过0.01度，否则会出现啮合时个别齿提前接触，导致整体锁止精度下降，齿面的导向斜角一般取3到5度，角度太大容易出现咬合后受轴向力自动脱开的问题，角度太小则导正效果差，容易出现顶齿现象。