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由于直齒圓柱齒輪的輪齒與齒輪的軸線平行，所以在垂直與軸線的各個(gè)平面內(nèi)的情況相同。但齒輪總具有一定寬度，因此在端面研究過的點(diǎn)和線，實(shí)際代表齒輪上的線和面。如圖1a所示，直齒圓柱齒輪的齒廓曲面是發(fā)生面繞基圓柱作純滾動(dòng)時(shí)，發(fā)生面上一條與齒輪軸線平行的直線 KK 所展成的漸開面。

    由齒廓曲面的形成過程可知，一對(duì)直齒圓柱齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，兩齒廓曲面的瞬時(shí)接觸線為平行于齒輪軸線的直線。如圖1b所示，在嚙合傳動(dòng)的過程中，一對(duì)輪齒沿著整個(gè)齒寬同時(shí)進(jìn)入嚙合和退出嚙合，因此輪齒上的載荷被突然加上，又突然卸掉，使得直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，容易產(chǎn)生較大的沖擊、振動(dòng)和噪聲。為了克服直齒輪傳動(dòng)的缺點(diǎn)，于是出現(xiàn)了斜齒輪。

斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成原理與直齒圓柱齒輪相似，所不同的是展成漸開面的直線KK不平行于齒輪的軸線，而是偏斜一個(gè)角度 β_b、，如圖2a所示。當(dāng)發(fā)生面繞基圓柱作純滾動(dòng)時(shí)，直線 KK的軌跡即為斜齒輪的齒廓曲面。由于斜直線 KK上每一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡都是一條位于與齒輪軸垂直的平面內(nèi)的漸開線，且斜直線 KK 上各點(diǎn)依次與基圓柱接觸，漸開線起點(diǎn)的集合 AA是一條螺旋線，所以斜齒輪的齒廓曲面實(shí)際上是漸開線螺旋面。由此可知，齒廓曲面與齒輪上任意圓柱面的交線均為螺旋線，其螺旋線的切線與齒輪軸線之間所夾的銳角稱為該圓柱上的螺旋角。顯然，β_b就是基圓柱上的螺旋角。β_b越大，輪齒的齒向越偏斜。當(dāng) β_b=0時(shí)，則成為直齒輪，因此直齒輪是斜齒輪的一個(gè)特例。

圖3所示為一對(duì)相互嚙合的斜齒圓柱齒輪共軛曲面的形成過程，嚙合面是兩輪基圓的內(nèi)公切面，當(dāng)發(fā)生面繞兩基圓柱作純滾動(dòng)時(shí)，其上斜直線KK 為圖示位置兩齒廓的瞬時(shí)接觸線。因此，一對(duì)斜齒圓柱齒輪在嚙合過程中，兩輪齒面上的接觸線是傾斜的，并由短變長(zhǎng)，再由長(zhǎng)變短，如圖2b所示。整個(gè)嚙合過程是一個(gè)逐漸嚙合又逐漸退出的過程，輪齒上的載荷也是逐漸加上又逐漸卸掉，所以斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊、振動(dòng)和噪聲較小，被被廣泛應(yīng)用于高速重載的機(jī)械中。