小齿轮，大学问
齿轮可以说是我们见得最多的机械零件了。齿轮看起来简单，但实际上每一个小小的齿轮，都蕴含着大学问!
如果要你简单设计一些齿轮，你脑海里浮现的景象也许是这样：
一个圆，周围再加上一些齿，就是齿轮啦。
但实际上，这样设计的齿轮传动是不平稳的!这种齿轮每颗齿的两侧的廓线是直的，在运作的时候，齿与齿间的碰撞会十分强烈，噪声也十分大。传动平稳的齿轮应当是这样的：主动轮匀速转动，从动轮也匀速转动。但这样设计的齿轮的实际情况是：主动轮匀速转动时，从动轮的速度会“震荡”式地变化。用大白话来说，就是刚刚所说的，传动不平稳。
最常用的齿轮的齿廓线，是这样子的：
发现什么不同了吗?
每一颗齿两侧的廓线，都不是直的，而是一段段曲线。
准确地说，这一段段曲线，叫渐开线。
齿轮每颗齿的两侧的曲线，就是渐开线的一部分。采用渐开线齿廓的齿轮传动会非常平稳。
当然绝对平稳的齿轮是不存在的，因为齿轮制造的时候会存在各种误差。只要误差在一定范围内，就可以接受。
也许还有人问，每颗齿上面为什么是“平头”的呢?
理论上每颗齿的两条渐开线是相交的，这样每个齿都是可以做成尖头形的。但我们也知道，一个物体最尖的部位也是最容易磨损的部位。而且，设计成尖头还会给传动带来其他问题。因此设计齿轮的时候，每颗齿就被“剪”了个平头。
齿轮的齿廓线不止渐开线一种，还有各种各样奇形怪状的齿轮。即使同为渐开线齿轮，也有直齿、斜齿、人字齿之分。工厂里的大型机器里的渐开线齿轮，很多是斜齿。
很多看起来简单的东西，其实有着非常多的学问。
摘自《天天爱学习》2019.4
