机械钟表的起源

由于日晷需要阳光来计时，人们发明了用水和沙子计时的钟表，以及燃烧煤油、观察煤油体积减少来计时的钟表，但这些钟表的可靠性较低。因此，人们发明了不需要水和沙子等流体的机械钟表。

1300年左右，发明了一种通过由陀螺仪和冠轮（间歇地旋转齿轮）组成的擒纵机构，定期旋转由重锤驱动的齿轮机构来显示时间的钟表。这些钟表被安装在教堂和其他建筑物的塔楼上，标志着机械钟表时代的开始。

意大利人伽利略于1582年左右发现了钟摆的等时性，荷兰人克里斯蒂安·惠更斯于1656年左右发明了摆钟，这些发明大大提高了钟表的精确度，并在下一代机械钟表中得到了运用。

钟表齿轮是一种小模数齿轮, 齿廓很少采用渐开线,而是采用一种由圆弧和直线组成的齿廓, 这种齿廓来自于摆线齿廓的修正, 以便于齿轮的加工, 但这种齿轮传动的过程是与传统齿轮不同。

钟表齿轮的齿形

• 圆弧直线修正摆线

• 双圆弧修正摆线齿形

• 摆线销轮齿形

其中圆弧直线修正摆线齿形，它的齿根是直线、齿顶是由圆弧组成；由于齿根是直线，与其配对的齿顶必须是摆线齿形，才能保证一定的转速比，为了简化制造所以使用圆弧进行了代替。

钟表齿轮的特点

1）钟表传动的特点。增速传动（即大齿轮带小齿轮）；单向传动；以尽可能短的传动链获得大传动比；动力储备有限，对能量损耗敏感；为了减小摩擦阻力，支承轴径细小，齿轮传动的径向力要尽可能小。基于上述特点，钟表齿轮的齿廓曲线常用圆弧直线修正摆线和双圆弧修正摆线。

2）圆弧直线修正摆线齿廓如上图所示，齿根部分是一条径向直线（生成圆直径等于基圆半径的特殊内摆线），齿顶部分是一条近似外摆线的圆弧。加工这种齿轮时，相同模数、不同齿数的齿轮刀具不同，因此专刀。圆弧直线修正摆线齿轮传动的特点如下：

• a.侧隙、顶隙较大，阻力小，传动灵活顺畅；

• b.重合度只能为1，即传动中只能一对齿啮合；

• c.进啮角小，传动力矩平稳，传动效率高；

• d.瞬时传动比不为常数。

3）双圆弧修正摆线齿廓是由2个半径相等的圆弧近似地代替摆线齿轮齿顶和齿根的内外摆线。加工这种齿轮时，对相同圆弧半径、相同模数、不同齿数的齿轮可以用同一把刀具加工。后面有时间要好好研究一下。

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齿轮的设计及加工方法，加工齿轮所用的刀具设计、制造及使用方面的相关问题。

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• 刀具应用方面，刀具的切削参数、涂层和使用寿命，加工中遇到的问题和解决办法等问题。

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