为什么越来越多齿轮设计成“细高齿”？
虽然不是非常专业搞齿轮设计的，但是该了解学习的知识不能落下，这期咱们就一起聊聊“细高齿”这个话题。下面是最近学习的一些内容，分享给大家，有问题错误的地方欢迎批评指正！
为什么采用细高齿的设计？
电动汽车通过减速器将驱动电机的转速和扭矩传递给车轮, 随着车辆动力性能的不断提升, 减速器的输入转速和承受的载荷也越来越高, 目前有的电驱动减速器最高输入转速已经超过25000r/min。同时, 电动汽车减速器集成化、轻量化的发展趋势也对其可靠性和NVH性能提出了更高要求。
NVH——研究低噪声齿轮传动设计以优化减速器的噪声 - 振动 - 声振粗糙度（ Noise Vibration Harshness）性能。这个词目前在齿轮行业也是相当的流行。
常规圆柱齿轮参数推荐标准进行的设计的方法已经不能完全满足现代电动汽车减速器的设计要求。通过采用细高齿技术方案, 优化齿轮齿廓参数, 可以增加齿轮啮合重合度, 从而提高齿轮承载能力和使用寿命, 实现减振降噪、降低成本的目的。
什么是细高齿？
细高齿——也被称为高重合度（ High Contact Ratio， HCR）齿轮
与标准齿轮相比，细高齿齿轮具有小模数、小压力角、大齿顶和高系数等特点。那什么样的齿轮被称作是“细高齿”的齿轮呢？一般它的特征是重合度较大：细高齿齿轮通常是指大齿顶高系数（>1.3）和大端面重合度(>2)的。首先看下斜齿轮传动重合度的计算公式：
轴向重合度的计算公式： 
其中，L是实际啮合线长度，b是齿宽，βb是基圆螺旋角，Pbt是端面基圆齿距
端面重合度的计算公式：
式中: Z1、 Z2 为相互啮合小、 大齿轮齿数, αa1、 αa2 为齿顶圆压力角, α′为齿轮啮合角。 端面重合度的主要因素有齿数、 压力角和齿顶圆压力角 (主要由齿顶高系数和变位系数决定)。
有理论研究表明: 齿轮重合度增大时, 传动系统中的啮合点会越来越接近小齿轮的干涉点, 增加齿面接触应力, 从而提高齿面强度; 同时, 当齿顶高系数增加到1. 3 时, 齿根弯曲强度增加到标准齿轮的 1. 3 ~ 1. 5 倍;当齿轮重合度在 2 左右时, 齿轮啮合噪声最小。 国外学者通过试验得到轴向重合度、端面重合度与噪声分贝值的关系，
当轴向重合度 εβ 和端面重合度 εα 增大时，传动噪声呈下降趋势，特别是当轴向重合度或端面重合度分别趋近整数时，齿轮传动噪声最低 。
但是，细高齿一般倾向于采用小模数，这就限制了齿根弯曲强度的进一步提高，通常来说，齿轮的体积、大小是由接触强度决定的，因此根据接触疲劳承载能力选定了中心距、齿宽等参数以后，假设齿数比保持不变，那么模数可以尽量大而齿数尽量少，这样能得到最大的齿根弯曲强度。但是，对于细高齿而言，齿数少更容易根切，因此模数取不大，且不太容易实现端面重合度大于2.0的要求。
大压力角齿轮，例如25度压力角，弯曲疲劳强度能提高吗？细高齿之所以没有降低弯曲疲劳强度，根本原因是端面重合度大于2以后，至少有2对齿承载，这跟标准齿轮至少1对齿承载确实有很大的不同。
而大压力角齿轮，肯定也需要确保端面重合度大于1，因此，最少承载齿对数也是1，这跟标准齿轮是一样的，但是，由于大压力角齿轮齿形更肥厚，所以弯曲疲劳强度还是会有显著提升的。
插一条信息：
在一对啮合的齿轮中，压力角都会在齿轮的法向产生径向分力和分度圆的切向分力，径向分力是不做功的，而且是破坏性的，只有分度圆的切向分力才是用于传递扭矩而做功的，由此可知:
1、通过几何作图、函数计算可以得知:压力角20度的径向分力要小于压力角25度的，这也就就意味着，20度压力角的齿轮，用于做功的力要多一些，对于动力的损耗要少一些。
2、基于上面的原因，压力角似乎越小越好，但是，压力角越小，齿轮的轮齿就越廋，抗弯强度也就越低，综合平衡，以及知识高层的研究，取值于20度压力角是比较合理的。
3、压力角为25度，意味着齿轮的轮齿比较肥厚，虽然因压力角而产生的径向分力要大于20度压力角的齿轮，但25度压力角齿轮的轮齿抗弯强度是很强大的，因此，在重型机械、有较大冲击的齿轮中运用是比较广泛的。
细高齿存在哪些问题？
强度计算复杂
由于细高齿齿轮的齿形特殊，其强度计算方法与传统齿轮有所不同。需要考虑齿高、齿形、重合度等因素的影响，采用更加复杂的计算模型和方法。
加工难度大
细高齿齿轮的加工难度较大，需要采用高精度的加工设备和先进的加工工艺。高的重合度带来的后果就是渐开线起始圆位置更低了，接近了齿轮的基圆，在滚齿、磨齿或者珩齿时都面临很多挑战，对设备和刀具提出更高的要求。
检测要求高
由于细高齿齿轮的精度要求高，对检测设备和检测方法也提出了更高的要求。需要采用精密测量仪器，如三坐标测量仪、齿轮测量中心、啮合仪等，对齿轮的齿形、尺寸、精度等进行检测，以确保齿轮的质量符合要求。