非圆齿轮机构是一种用于变传动比传动的齿轮机构。根据齿廓啮合基本定律，一对作变传动比传动的齿轮，其节线不再是一个圆，而是非圆曲线。生产实际中常见的非圆齿轮的节线主要有椭圆形、卵形和螺旋线形等几种。

非圆齿轮机构的类型

1、椭圆齿轮机构

如下图所示，椭圆齿轮机构的节线为两个相同的椭圆，传动时以椭圆节线作纯滚动，其传动比按一定规律周期性变化。偏心率越大，不均匀系数也越大，传动比的变化也越剧烈。

椭圆齿轮机构常与其它机构组合，如改变传动的运动特性、改善动力条件或用于要求从动件按一定规律变化的场合。

2、卵形齿轮机构

下图所示卵形齿轮机构的节线为两个相同的卵形曲线，传动时以卵形曲线作纯滚动运动。主动齿轮1转动一周，传动比周期性地变化2次。因以几何中心为回转中心，故机构有较好的平衡性。卵形齿轮机构常用于仪器仪表中。

3、偏心圆齿轮机构

两个全等的偏心圆齿轮组成非匀速转动机构。两个全等的偏心圆齿轮传动，可得周期性变化的传动比。

这种机构制造简单，但传动中几何中心矩是变动的，两齿轮分度圆不相切，存在变动的齿侧间隙，且也可能会因重合度不够影响连续传动，所以角速度变化范围受很大限制。为扩大变速范围可采用一个偏心圆齿轮和一个与其共轭的非圆齿轮传动。

偏心圆齿轮机构可代替椭圆齿轮机构实现从动件的非匀速转动。

非圆齿轮的应用

非圆齿轮广泛运用于自动化仪表、解算装置、印刷机械、纺织机械等各种专用机械中，用以实现某种特定的运动要求，或改善运动性能和动力特性。

非圆齿轮加工方法

由于非圆齿轮种类较多，形状复杂，所以给制造带来了一定的难度。加工非圆齿轮的方法较多。从形成齿廓的原理分，有成形法与展成法；从加工的方式分有铣齿、插齿、滚齿及线切割等。当前应用最广的是在数控插齿机上，用标准的齿轮插刀加工，或在数控滚齿机上，用齿条形刀具或标准的齿轮滚刀加工。

（1）线切割加工

用计算机计算出各个轮齿的齿廓，并对其进行数控编程，在线切割机床上加工出非圆齿轮。这种方法的优点是，不需要专门的切齿机床和刀具，容易实现。缺点是要逐齿进行计算和编程，费时。这种方法的加工精度，取决于线切割机床和编程工艺的精度。

（2）在铣床上成形铣削

这种方法是在普通的卧式铣床上，用单齿分度法进行成形铣削。所用的刀具就是加工圆齿轮的模数铣刀。它不需要专门的切齿机床及刀具，加工调整也比较容易，所以在单件少量制造非圆齿轮时还有应用。成形铣削的缺点，首先是生产率低，其次是由于只用一把或少数几把模数铣刀加工整个非圆齿轮，不符合非圆齿轮各个轮齿廓形不同的要求，所以齿廓精度低。

（3）用经机械改装的机床加工非圆齿轮

对加工圆齿轮的插齿机、滚齿机进行各种机械式的改装，使工件得到不等速的回转，并改变刀具与工件之间的中心距，以切出要求的非圆齿轮。具体的做法是：先加工一个与被加工齿轮形状完全相同的靠模齿轮或靠模凸轮（凸轮的轮廓曲线与加工的非圆齿轮节曲线相同）。加工时的刀具可以是圆盘形插齿刀。插齿刀的节圆直径应与靠模齿轮相滚动的圆齿轮的节圆相同（或与靠模凸轮相滚动的圆滚轮的轮廓相同）。这样，插齿刀相对于被切齿轮的啮合滚动，决定于圆齿轮与靠模齿轮的啮合滚动，因此就可以切出与靠模齿轮相同的非圆齿轮。这种方法的优点是可以不用特殊的切非圆齿轮的机床，缺点是需要改装机床，很费事，而且加工一种齿轮，就需要一种靠模或凸轮，更换产品很不方便，通用性差，成本高。

（4）数控加工

利用数控齿轮加工机床的柔性，来加工非圆齿轮。合肥工业大学CIMS所在非圆齿轮数控技术的研究与开发上已经积累了较丰富的资料和经验，先后开发了YK53、YK58CNC非圆插齿机、YK3480CNC滚齿机、YK8320CNC铣齿机等各种机床的数控系统