非圓齒輪也叫異形齒輪，是分度曲面不是旋轉曲面的齒輪，它和另一個齒輪組成齒輪副以後，在嚙合過程中，其瞬時角速度比按某種既定的運動規律而變化。
基本介紹
- 中文名：非圓齒輪
- 外文名：Non-circular gear
- 別稱：異形齒輪
- 特性：變速比傳動
- 學科：機械工程
- 套用領域：輕、重工業機械
非圓齒輪的特性,齒廓形成原理,非圓齒輪加工方法,非圓齒輪的套用,
非圓齒輪的特性
非圓齒輪可以實現特殊的運動和函式運算，對機構的運動特性很有利，可以提高機構的性能，改善機構的運動條件。
齒廓形成原理
如右圖所示的一對非圓齒輪，它們的節曲線是
和
，瞬時的節點是P。非圓齒輪的齒廓可以這樣形成：在兩節曲線間插入一假想的工具齒條，其節圓是直線，並且和節曲線 、 有相同的節點P。當 、 作純滾動（此時齒條節線既作平移，還有轉動）。工具齒條的齒廓可以分別包絡出非圓齒輪的齒廓1和2.根據齒廓嚙合基本定理，在任一瞬時，齒條齒廓與齒廓1和2的切點是同一切點P，所以齒廓1、2也在該點相切。因此，若抽掉齒條，而讓齒廓1直接和齒廓2運動，是能保證節曲線 、 作純滾動的。
非圓齒輪齒廓形成原理
非圓齒輪齒廓形成原理從上面的原理可以看出，非圓齒輪的齒廓並不像圓齒輪那樣是圓的漸開線，各個輪齒的齒廓也不相同。
非圓齒輪加工方法
由於非圓齒輪種類較多，形狀複雜，所以給製造帶來了一定的難度。加工非圓齒輪的方法較多。從形成齒廓的原理分，有成形法與展成法；從加工的方式分有銑齒、插齒、滾齒及線切割等。當前套用最廣的是在數控插齒機上，用標準的齒輪插刀加工，或在數控滾齒機上，用齒條形刀具或標準的齒輪滾刀加工。
（1）線切割加工
用計算機計算出各個輪齒的齒廓，並對其進行數控編程，線上切割工具機上加工出非圓齒輪。這種方法的優點是，不需要專門的切齒工具機和刀具，容易實現。缺點是要逐齒進行計算和編程，費時。這種方法的加工精度，取決於線切割工具機和編程工藝的精度。
（2）在銑床上成形銑削
這種方法是在普通的臥式銑床上，用單齒分度法進行成形銑削。所用的刀具就是加工圓齒輪的模數銑刀。它不需要專門的切齒工具機及刀具，加工調整也比較容易，所以在單件少量製造非圓齒輪時還有套用。成形銑削的缺點，首先是生產率低，其次是由於只用一把或少數幾把模數銑刀加工整個非圓齒輪，不符合非圓齒輪各個輪齒廓形不同的要求，所以齒廓精度低。
（3）用經機械改裝的工具機加工非圓齒輪
對加工圓齒輪的插齒機、滾齒機進行各種機械式的改裝，使工件得到不等速的迴轉，並改變刀具與工件之間的中心距，以切出要求的非圓齒輪。具體的做法是：先加工一個與被加工齒輪形狀完全相同的靠模齒輪或靠模凸輪（凸輪的輪廓曲線與加工的非圓齒輪節曲線相同）。加工時的刀具可以是圓盤形插齒刀。插齒刀的節圓直徑應與靠模齒輪相滾動的圓齒輪的節圓相同（或與靠模凸輪相滾動的圓滾輪的輪廓相同）。這樣，插齒刀相對於被切齒輪的嚙合滾動，決定於圓齒輪與靠模齒輪的嚙合滾動，因此就可以切出與靠模齒輪相同的非圓齒輪。這種方法的優點是可以不用特殊的切非圓齒輪的工具機，缺點是需要改裝工具機，很費事，而且加工一種齒輪，就需要一種靠模或凸輪，更換產品很不方便，通用性差，成本高。
（4）數控加工
利用數控齒輪加工工具機的柔性，來加工非圓齒輪。合肥工業大學CIMS所在非圓齒輪數控技術的研究與開發上已經積累了較豐富的資料和經驗，先後開發了YK53、YK58CNC非圓插齒機、YK3480CNC滾齒機、YK8320CNC銑齒機等各種工具機的數控系統。
非圓齒輪的套用
非圓齒輪廣泛運用於自動化儀表、解算裝置、印刷機械、紡織機械等各種專用機械中，用以實現某種特定的運動要求，或改善運動性能和動力特性。
右圖所示為一臥式壓力機的主機構示意圖，它是在對心曲柄滑塊機構前串聯了一對橢圓齒輪機構組成的。橢圓齒輪機構的引入使機構具有急回特性，節省了空回行程的時間，而且使工作行程的速度比較均勻，改善了機構的受力狀況。
臥式壓力機主機構
臥式壓力機主機構右圖所示為毛紡混條機中導條機構的運動簡圖。輥子7一方面作迴轉運動，同時又可在導條架6的撥動下沿花鍵軸線OO作往復直線運動。為了使毛條在輥子7上沿軸線OO均勻分布，以獲得良好的卷繞成形，要求導條架6的橫嚮往復移動為近似等速運動。由右圖（b）可知，導條架6的移動速度為
毛紡混條機導條機構
毛紡混條機導條機構
