齿轮变位是什么意思？

▶ 机械的江湖，疑难杂症颇多

「问」：老张，齿轮变位到底是个啥？怎么这么难以理解，不变位难道就不行吗？

「老张」：变位这个概念在齿轮中非常重要。今天主要讲讲什么是变位以及为什么要变位。

▶ 明人不说暗话，先上结论

1、变位，就是指加工齿轮时，刀具位置相对于标准的位置发生移动；

2、变位分为正变位和负变位，正变位齿轮齿厚变厚，负变位齿厚变薄；

3、变位的主要目的有：减小齿轮尺寸、避免根切、提高接触强度、配凑中心距等。

▶ 且听老张说

1、变位的概念

如图1，分别展示不变位、正变位、负变位三种齿轮的齿形。可以看出正变位齿轮整个轮廓都比正常不变位的齿轮大一圈，相反，负变位齿轮整个要瘦一圈。这就是对变位的初步认识，总结起来，一句话：正变位=变胖，负变位=变瘦。

图1 变位齿轮齿形

让我们严谨一点。老张再给大家看一张图，如图2所示。将三种齿轮的左侧轮廓对齐，发现竟然能够重合。这说明，变位齿轮与正常齿轮的轮廓线是同一条渐开线，只不过它们使用了同一条渐开线的不同部分，仅此而已。（划重点，有疑问评论区交流）

图2 变位齿轮齿廓

其实，真实的原因在于，不论齿轮是否变位，三种齿廓均来自同一个基圆，基圆直径不变，则渐开线必然相同。

2、如何变位

变位是指在加工齿轮过程中，刀具位置相对“理论正确位置”的变化。如图3所示，（这张图片老张尽力了，如果谁找到比这张更清晰的，记得发给我）这张图展示了刀具位置的变位对齿轮齿廓的影响。当刀具远离齿轮时，相同的一把刀具，切出来的齿会更胖，这就是正变位的概念。

图3 刀具与变位的关系

3、变位的作用

齿轮变位作用主要包括4点：

第一，避免根切。当齿数z<zmin时，正常刀具会产生根切现象，但是通过正变位，就能解决此问题。反过来讲，使用正变位，就能使用更少齿数的齿轮，那也就能够减少齿轮的尺寸，从而使得产品更加紧凑。

第二，配凑中心距。假如标准中心距是100.05，作为工程师，强迫症强迫你必须搞成100，此时通过变位就可以轻松实现将中心距进行取整处理。

第三，提高齿面接触强度。通过增加一对齿轮的总变位系数，能够降低齿面接触应力，同时减少相对滑动率。

第四，修复磨损齿轮。如果大齿轮被磨损了，可以通过磨齿，把磨损的表层去除，再配一个正变位的小齿轮，那小机器就又可以上线工作了。

「老张」：齿轮变位是门大学问，要想搞清楚非一日之功。大家仔细理解概念，了解加工工艺，就会有更大的收获。

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（完）