Gear er en slags reservedele, der er meget brugt i livet, uanset om det er luftfart, fragtskib, bil og så videre. Men når gearet er designet og bearbejdet, kræves dets antal tænder. Nogle mennesker siger, at hvis den er lavere end 17 tænder, kan den ikke rotere, og nogle siger, at det er forkert. Gear under 17 tænder er der masser af. Faktisk er disse udsagn alle korrekte. Ved guldfans hvorfor? Velkommen til at efterlade en besked for at diskutere.
Hvorfor er antallet af tænder 17?
Så hvorfor 17? I stedet for andre tal? Hvad angår 17, starter dette med bearbejdningsmetoden af gearet, som vist på figuren nedenfor, er en meget brugt metode at bruge en kogeplade til at skære.
Ved fremstilling af tandhjul på denne måde, når antallet af tænder er lille, sker der underskæring, som påvirker styrken af de fremstillede tandhjul. Hvad der er underskæring betyder, at roden er skåret. . . Bemærk den røde boks på billedet:
billede
Når skæringspunktet mellem tandtoppen af tandhjulet og indgrebslinjen overskrider grænseindgrebspunktet for det afskårne tandhjul, skæres en del af den evolvente tandprofil af tandroden af det afskårne tandhjul af. Dette fænomen kaldes underskæring.
Så hvornår kan underbud undgås? Svaret er denne 17 (når addendumhøjdekoefficienten er 1 og trykvinklen er 20 grader).
Først og fremmest er grunden til, at gearene kan rotere, fordi der skal dannes et par gode transmissionsforhold mellem det øvre og det nedre gear. Kun når forbindelsen mellem de to er på plads, kan dens drift være et stabilt forhold. Tager man evolvente gear som et eksempel, kan to gear kun spille deres rolle, hvis de passer godt ind. Specifikt er de opdelt i to typer: cylindriske tandhjul og spiralformede tandhjul.
For et standard cylindrisk gear er koefficienten for addendumhøjden 1, og koefficienten for tandens hælhøjde er 1,25, og dens trykvinkel skal nå 20 grader. Når tandhjulet er behandlet, hvis tandbasen og værktøjet er som to gear Ens.
Hvis antallet af tænder i embryonet er mindre end en vis værdi, vil en del af tandrodens rod blive gravet ud, hvilket kaldes underskæring. Hvis underskæringen er lille, vil det påvirke gearets styrke og stabilitet. De 17 nævnte her er til gear. Hvis vi ikke taler om gearets arbejdseffektivitet, vil det virke uanset hvor mange tænder der er.
Derudover er 17 et primtal, det vil sige, at antallet af overlapninger mellem en bestemt tand i et tandhjul og andre tandhjul er det mindste ved et vist antal omdrejninger, og det vil ikke blive på dette tidspunkt i lang tid når kraften påføres. Gear er præcisionsinstrumenter. Selvom der vil være fejl på hvert gear, er sandsynligheden for hjulakselslid ved 17 for høj, så hvis den er 17, vil det være fint i en kort periode, men det vil ikke virke i lang tid.
Men her kommer problemet! Der er stadig mange gear med mindre end 17 tænder på markedet, men de drejer stadig godt, der er billeder og sandheden!
Nogle netbrugere påpegede, at hvis du ændrer behandlingsmetoden, er det faktisk muligt at fremstille standard evolvente gear med mindre end 17 tænder. Sådan et gear er selvfølgelig også nemt at sætte sig fast (pga. gearinterferens kan jeg ikke finde billedet, bestil dig venligst), så det kan virkelig ikke dreje. Der er også mange tilsvarende løsninger, og skiftegearet er det mest brugte (i lægmandssprog er det at flytte værktøjet væk, når der skæres), og der er også skrueformede tandhjul, cykloide gear osv. Så er der pancycloiden gear.
En anden netbrugers synspunkt: Alle synes at tro for meget på bøger. Jeg ved ikke, hvor mange der har studeret gear på arbejdet grundigt. I lektionen om mekaniske principper er der ingen grundlæggende årsag til involvente cylindriske tandhjul med mere end 17 tænder. Udledningen af skæring er baseret på den kendsgerning, at den øverste filet R af rivefladen på tandstangsværktøjet til bearbejdning af tandhjul er 0, men hvordan kan værktøjer i industriel produktion faktisk ikke have nogen R-vinkel? (Uden R-vinkel værktøj varmebehandling er den skarpe delspændingskoncentration let at knække, og den er let at slide eller knække under brug), og selvom værktøjet ikke har R vinkel underskæring, er det maksimale antal tænder muligvis ikke 17 tænder, så der bruges 17 tænder som underskæringstilstand. Faktisk er det åbent for debat!
Det kan ses af figuren, at når tandhjulet bearbejdes med et værktøj med en R-vinkel på 0 i toppen af rivefladen, ændres overgangskurven fra 15. tand til 18. tand ikke væsentligt, så hvorfor siges det, at den 17. tand starter med en involut lige tand? Hvad med antallet af tænder, der underskærer?
Den ækvidistante kurve af den lilla forlængede epicykloid i roddelen af ovenstående billede er tandprofilen efter rodskæring. Hvor langt vil roddelen af et gear blive underskåret for at påvirke dets brug? Dette bestemmes af den relative bevægelse af tandtoppen på det andet gear og styrkereserven af tandroden på gearet. Hvis tandtoppen af det sammenkoblende tandhjul ikke går i indgreb med den underskårne del, kan de to tandhjul rotere normalt, (Bemærk: Underskæringsdelen af den er en ikke-evolvent tandprofil, og indgrebet mellem en evolvent tandprofil og en ikke- involut tandprofil er normalt ikke konjugeret i tilfælde af et ikke-specifikt design, det vil sige at forstyrre).
Fra dette billede kan det ses, at indgrebslinjen mellem de to tandhjul netop har udslettet cirklen med maksimal diameter modsat overgangskurven for de to tandhjul (Bemærk: den lilla del er den involutte tandprofil, den gule del er underskæringen del, indgrebslinjen Det er umuligt at komme ind under basiscirklen, fordi der ikke er nogen evolvent under basiscirklen, og indgrebspunkterne for de to tandhjul i enhver position er alle på denne linje), dvs. de to tandhjul kan bare mesh normalt, selvfølgelig dette. Det er ikke tilladt i teknik, længden af meshing-linjen er 142,2, denne værdi/basisafsnit=tilfældighedsgrad.
Andre sagde: Først og fremmest er indstillingen af dette spørgsmål forkert. Gear med mindre end 17 tænder vil ikke påvirke brugen (beskrivelsen af dette punkt i det første svar er forkert, og de tre betingelser for korrekt indgreb af gear har intet at gøre med antallet af tænder), men 17 tænder i en visse I nogle konkrete tilfælde vil det være ubelejligt at behandle, her er mere for at supplere noget viden om gear.
Lad mig først tale om evolventet, evolventet er den mest udbredte type tandprofil. Så hvorfor en involut? Hvad er forskellen mellem denne linje og lige linje og bue? Som det fremgår af nedenstående figur, er det en involut (her er der kun en halv tand involut).
billede
For at sige det med et ord, så er involutten at antage en ret linje og et fast punkt på den, når den rette linje ruller langs en cirkel, det faste punkts bane. Dens fordele er indlysende, når to involuter går i indgreb med hinanden, som vist i figuren nedenfor.
billede
Når de to hjul roterer, er den virkningsretning af kraften ved kontaktpunktet (såsom M , M' ) altid på den samme rette linje, og denne rette linje holdes vinkelret på de to evolvente-formede kontaktflader (tangensplaner). ). På grund af vertikaliteten vil de ikke være "slip" og "friktion" mellem dem, hvilket objektivt reducerer friktionskraften af gearmasken, hvilket ikke kun kan forbedre effektiviteten, men også forlænge gearets levetid.
Som den mest udbredte form for tandprofil - involute, er det naturligvis ikke vores eneste valg.
Udover at "underbyde" skal vi som ingeniører ikke kun overveje, om det er muligt på det teoretiske niveau, og om effekten er god, men endnu vigtigere, vi skal finde en måde at få de teoretiske ting til at komme frem, hvilket indebærer materialevalg. , fremstilling, præcision, test osv. Og så videre.
De almindeligt anvendte forarbejdningsmetoder for tandhjul er generelt opdelt i formningsmetode og ventilatorformningsmetode. Formningsmetoden er at skære tandformen direkte ud ved at fremstille et værktøj, der svarer til formen af mellemrummet mellem tænderne. Dette omfatter generelt fræsere, sommerfugleslibeskiver osv.; Fan Cheng-metoden sammenligner Kompliceret, du kan forstå, at to gear er i indgreb, hvoraf det ene er meget hårdt (kniv), og det andet stadig er i en hård tilstand. Meshing-processen bevæger sig gradvist fra en lang afstand til en normal meshing-tilstand. I denne proces produceres nye tandhjul ved middelskæring. Hvis du er interesseret, kan du finde "Mekanikkens principper" for at lære i detaljer.
Fancheng-metoden er meget udbredt, men når antallet af tandhjulstænder er lille, vil skæringspunktet for værktøjets addendumlinje og indgrebslinjen overskride indgrebsgrænsepunktet for det skårne gear og roden af det gear, der skal behandles vil være over Cutting, fordi den underskårne del overskrider indgrebsgrænsepunktet, påvirker det ikke tandhjulenes normale indgreb, men ulempen er, at det svækker tændernes styrke. Når sådanne gear bruges i tunge lejligheder såsom gearkasser, er det let at knække geartænderne. Billedet viser modellen af 2-matrice 8-tandgearet efter normal behandling (med underskæring).
billede
Og 17 er grænsen for antallet af tænder beregnet under gearstandarden i vores land. Gearet med antallet af tænder mindre end 17 vil fremstå som "underskæringsfænomen", når det normalt behandles ved Fancheng-metoden. På dette tidspunkt skal behandlingsmetoden justeres, såsom forskydning, som vist på figuren 2-matrice 8-tandhjul bearbejdet til indeksering (lille underskæring).
billede
Selvfølgelig er mange af indholdet beskrevet her ikke udtømmende. Der er mange flere interessante dele i maskinen, og der er flere problemer med at fremstille disse dele i projektet. Interesserede guldfans ønsker måske at være mere opmærksomme.
Konklusion: De 17 tænder kommer fra forarbejdningsmetoden, og det afhænger også af forarbejdningsmetoden. Hvis bearbejdningsmetoden for gearet udskiftes eller forbedres, såsom formningsmetode og forskydningsbearbejdning (her refererer specifikt til det cylindriske tandhjul), vil underskæringsfænomenet ikke forekomme, og der er ikke noget problem med grænseantallet på 17 tænder.
Derudover kan vi ud fra dette spørgsmål og dets svar se et træk ved den mekaniske disciplin - en høj grad af integration af teori og praksis.
Netizens synspunkt: Først og fremmest er det forkert at sige, at et tandhjul med mindre end 17 tænder ikke kan rotere. Lad os kort introducere, hvordan antallet af 17 tænder kommer fra.
billede
Et gear refererer til et mekanisk element med tandhjul på fælgen, der kontinuerligt griber ind for at overføre bevægelse og kraft. Gearets tandprofil har en evolvent form, en bueform osv., og det evolvente gear er meget udbredt.
Involute tandhjul er opdelt i cylindriske tandhjul/spiralformede cylindriske tandhjul osv. For standard cylindriske tandhjul er addendumhøjdekoefficienten 1, dedendumhøjdekoefficienten er 1,25, og trykvinklen er 20 grader. Vifteformningsmetoden bruges generelt i tandhjulsbearbejdning, det vil sige, at bevægelsen af værktøjet og gearemnet under bearbejdning er som et par tandhjul, der går i indgreb med hinanden. Ved standard gearbehandling, hvis antallet af tænder er mindre end en vis værdi, vil en del af det evolvente profil ved roden af tandemnet blive gravet ud, hvilket kaldes underskæring, som vist i den venstre figur nedenfor, vil underskæring alvorligt påvirke gearets styrke og transmission. Stationariteten, minimumsværdien uden underskæring er 2*1/sin(20)^2 (1 er addendumhøjdekoefficienten, 20 er trykvinklen).
De 17 tænder her er til standard cylindriske tandhjul. Vi har mange måder at undgå underskæring på, såsom gearforskydning, det vil sige, at værktøjet er langt væk fra eller tæt på hjulemnets rotationscentrum. Her skal vi, for at undgå underskæring, vælge Langt væk fra konturens rotationscentrum, som vist i den højre figur nedenfor, kommer den komplette evolvente konturlinje ud igen?
billede
Efter gearet er skiftet, kan gearet rotere igen uden at blive påvirket, og gearet med 5 tænder kan også rotere gennem korrekt forskydning.
Faktisk kan spiralformede tandhjul også undgå gearunderskæring eller reducere den mindste tandværdi for at underskæring kan forekomme.
billede
Tallet 17 udregnes. Det betyder ikke, at et lille antal på 17 tandhjul ikke kan rotere, men hvis der er mindre end 17 tænder, er det let at skære en del af tandhjulsroden af med den bearbejdede linje med afstand under tandhjulsbearbejdning, dvs. underskæring, hvilket resulterer i i svækket gearstyrke. Med hensyn til, hvordan man regner, er det udelukkende et matematisk problem. Med henvisning til ovenstående formel er æltevinklen en =20 grader, og det mindste antal tænder uden underskæring er 17.
Netizens synspunkt: Om antallet af tænder på gearet kan være mindre end 17 er et spørgsmål, der er værd at overveje. For standard gear kan antallet af tænder virkelig ikke være mindre end 17, hvorfor? For når antallet af tænder er mindre end 17, vil gearet underskære.
Den såkaldte underskæring betyder, at tandtoppen på værktøjet under visse forhold under visse forhold skærer for meget ind i roden af tandhjulstanden, og afskærer en del af tandrodens evolvente tandprofil.
billede
Fan Chengfa og Undercut
billede
Fan Chengfa
Fancheng-metoden (eller kaldet genereringsmetoden) er en metode til bearbejdning af tandhjul ved hjælp af indhyllingsprincippet i geometri. Efter at den evolvente tandprofil af de to tandhjul og drivhjulets vinkelhastighed w1 er angivet, kan vinkelhastigheden w2 for det drevne hjul opnås gennem indgreb mellem de to tandprofiler, og i12=w1/ w2=fast værdi. Fordi i sammenkoblingen af to tandprofiler udfører de to stigningscirkler ren rulning, og under processen med ren rulning af stigningscirkel 1 på stigningscirkel 2, vil tandprofilen af tandhjul 1 indtage en række relative positioner i forhold til gear 2, og rækken af relative positioner. Konvolutten er tandprofilen af tandhjulet 2, det vil sige, når de to stigningscirkler er i ren rulning, kan de to evolvente tandprofiler betragtes som indbyrdes hylstre.
Underskæring
Årsager til underskæring: Når skæringspunktet mellem værktøjets addendum-linje og indgrebslinjen overskrider indgrebsgrænsepunktet N1, og værktøjet fortsætter med at bevæge sig fra position II, skæres en del af den evolvente tandprofil, som er blevet skåret ved roden. af.
Konsekvenser af underskæring: Tandhjul med alvorlig underskæring vil på den ene side svække bøjningsstyrken af tandhjulstænder; på den anden side vil det reducere pasformen af geartransmission, hvilket er meget ugunstigt for transmissionen. Årsager til underskæring: Når skæringspunktet mellem værktøjets addendum-linje og indgrebslinjen overskrider indgrebsgrænsepunktet N1, og værktøjet fortsætter med at bevæge sig fra position II, skæres en del af den evolvente tandprofil, som er blevet skåret ved roden. af.
For ikke-standard gear er færre end 17 tænder fint.
