微線段齒輪

其基本形狀為凸-凹結構，齒頂處齒廓曲線為外凸曲線，齒根處為內凹曲線。但由於微線段齒輪的齒形特殊，需要利用特殊的公式進行計算，因此在CAD三維建模時只能通過輸入若干點進行繪製，步驟複雜效率低。 另外，由於微線段齒輪的性能受其齒形影響很大，在相同的模數和齒數下，當壓力角增量、初始基圓、初始壓力角、齒頂高係數和頂隙係數取不同數值時，其齒形是不同的，其性能也差別很大。

微線段齒輪的齒廓曲線由微段曲線或微段直線光滑連接而成，微段曲線長度為1微米以下，齒輪的齒根處齒廓為內凹齒廓曲線，其最少齒數為3個齒。微段曲線為漸開線曲線，並可用微段直線替代。齒數為3－8個齒時，齒頂高係數範圍為0.8－1.4，齒根系數為0.1－0.2，齒厚增大至0.5－0.7πm，齒槽寬為2－3mm。

齒輪可為直齒齒輪，或為斜齒齒輪。

微線段的加工方式採用目前廣泛應用的範成法。根據微線段齒輪的原理，先構造出基本齒條，再利用範成原理得到齒輪齒廓。我們先構造出標準微線段齒條的齒廓，它由很多微段漸開線精妙連接而成，每個微段漸開線上兩端點的曲率中心是在不同位置、不同半徑的基圓上，並且這些曲率中心均在齒條的節線上。

從微線段齒輪構造原理可知，理論上，微線段齒輪具有無窮大的接觸強度（因為是凸對凹的齧合方式，而且我們在構造時就已確定每個齧合點的曲率半徑相同，故其綜合曲率半徑為零，接觸強度為無窮大）。

與漸開線齒輪相比，微線段齒輪不僅具有很高的接觸強度，還具有較高的彎曲強度。由於齒輪的彎曲強度主要與齒根厚度有關，而接觸強度主要與綜合曲率半徑有關，而我們所構造微線段齒輪的齒形不僅具有較厚的齒根厚度，而且採用了凸對凹的齧合形式，在構造點上綜合曲率為零，因此，這種齒輪具有較高的接觸強度和彎曲強度。

傳動效率高。傳動效率實驗研究表明，在相同的工況下，微線段齒輪的傳動效率比漸開線齒輪要高3%左右，這對於機械傳動尤其是高速、重載情況下的大功率傳動具有十分重要的意義。

最少齒數少，宜於小型化。研究表明，微線段齒輪的最少齒數為3

微線段齒輪是日本首次提出的。近年來，合肥工業大學對此進行了長期研究，申請了相關發明專利，在國內外著名期刊上發表了相關著作，製造了微線段齒輪的加工刀具，正在實際生產中加以應用，取得豐碩成果。

目前，微線段齒輪在各個領域都有應用，特別是在重載變速箱及航空領域方面，合肥工業大學自動變速器研究室在該方面做出重大努力，並取得卓越成果。在該領域的研究中，合肥工業大學通過仿真及實驗分析，對微線段齒輪的承載能力及動態性能方面進行了深入的分析，最終得出該類型齒輪在各方面皆優於漸開線齒輪的結論，同時，通過產學研項目，合肥工業大學成功的將微線段齒輪應用到實際的生產及實踐中，並取得良好的效果。