От часов до паровых турбин, шестерни разных размеров, большие и маленькие, широко используются в различных изделиях в качестве механических частей для передачи энергии.Говорят, что объем рынка зубчатых передач и компонентов зубчатых передач в мире достиг одного триллиона юаней, и прогнозируется, что он будет продолжать быстро развиваться в будущем вместе с развитием отрасли.
Шестерня — это вид запасных частей, которые широко используются в быту, будь то авиация, грузовое судно, автомобиль и так далее.Однако при проектировании и обработке шестерни требуется определенное количество шестерен.Некоторые говорят, что если он ниже 17 зубов, его невозможно повернуть., ты знаешь почему?
Так почему 17?Вместо других цифр?Что касается 17, то все начинается с метода обработки шестерни, как показано на рисунке ниже. Широко используемый метод — использование фрезы для резки.
При изготовлении шестерен таким способом при небольшом количестве зубьев возникают подрезы, что влияет на прочность изготавливаемых шестерен.Подрезание означает, что корень подрезан...Обратите внимание на красную рамку на картинке:
Так когда же можно избежать подрезки?Ответ такой: 17 (когда коэффициент высоты придатка равен 1, а угол давления 20 градусов).
Прежде всего, причина, по которой шестерни могут вращаться, заключается в том, что между верхней и нижней шестернями должна быть образована пара хороших передаточных отношений.Только когда связь между ними существует, ее действие может быть стабильным.Если взять в качестве примера эвольвентные шестерни, то две шестерни могут сыграть свою роль только в том случае, если они хорошо зацепляются.Конкретно их делят на два типа: прямозубые и косозубые.
Для стандартной прямозубой шестерни коэффициент высоты приставки равен 1, а коэффициент высоты пяты зуба - 1,25, а угол ее давления должен достигать 20 градусов.Когда шестерня обрабатывается, если основание зуба и инструмент похожи на две шестерни.
Если количество зубов зародыша меньше определенного значения, часть корня зуба будет выкопана, что называется подрезанием.Если подрез небольшой, это повлияет на прочность и устойчивость шестерни.Упомянутые здесь 17 предназначены для шестерен.Если не говорить о эффективности работы шестерен, то она будет работать, сколько бы там ни было зубьев.
Кроме того, 17 — простое число, то есть число перекрытий между определенным зубом шестерни и другими шестернями наименьшее при определенном количестве оборотов, и оно не будет оставаться в этой точке надолго. когда применяется сила.Шестерни – это точные инструменты.Хоть и будут ошибки на каждой передаче, но вероятность износа вала колеса на 17 слишком велика, поэтому если на 17, то на короткий период времени все будет хорошо, но долго работать не будет.
Но вот проблема!На рынке еще много шестерен с зубьями менее 17, но они все равно крутятся хорошо, есть картинки и правда!
Некоторые пользователи сети отметили, что на самом деле, если изменить метод обработки, можно изготовить стандартные эвольвентные шестерни с количеством зубьев менее 17.Конечно, такую шестеренку тоже легко застрять (из-за помех в шестерне не могу найти картинку, решайтесь), поэтому она действительно не может повернуться.Существует также множество соответствующих решений, и наиболее часто используемым является механизм переключения передач (с точки зрения непрофессионала, он предназначен для перемещения инструмента при резке), а также есть косозубые шестерни, циклоидальные шестерни и т. д. Еще есть панциклоида. механизм.
Точка зрения другого пользователя сети: Кажется, все слишком сильно верят в книги.Я не знаю, сколько людей досконально изучили шестерни в работе.На уроке принципов механики нет первопричины эвольвентных прямозубых передач с числом зубьев более 17.Вывод резания основан на том, что верхний галтель R передней поверхности реечного инструмента для обработки зубчатых колес равен 0, но в самом деле, как инструменты в промышленном производстве могут не иметь угла R?(Без термической обработки инструмента с углом R концентрация напряжения в острой детали легко растрескивается, и он легко изнашивается или трескается во время использования), и даже если инструмент не имеет поднутрения под углом R, максимальное количество зубьев может не составлять 17. зубьев, поэтому в качестве условия подрезки используется 17 зубьев.На самом деле, это открыто для обсуждения!Давайте посмотрим на приведенные выше фотографии.
Из рисунка видно, что при обработке шестерни инструментом с углом R, равным 0 в верхней части передней поверхности, кривая перехода от 15-го зуба к 18-му зубу существенно не меняется, так почему же она сказали, что 17 зуб начинается с эвольвентного прямого зуба?А как насчет количества зубов, которые подрезаются?
Эту картину, должно быть, нарисовали студенты-механики вместе с Фань Чэнъи.Вы можете увидеть влияние угла R инструмента на подрез шестерни.
Эквидистантная кривая фиолетовой расширенной эпициклоиды в корневой части изображения выше — это профиль зуба после прорезания корня.Насколько сильно будет подрезана корневая часть шестерни, чтобы повлиять на ее использование?Это определяется относительным перемещением вершины зуба другой шестерни и запасом прочности основания зуба шестерни.Если вершина зуба сопряженной шестерни не входит в зацепление с подрезной частью, две шестерни могут вращаться нормально (Примечание: подрезная часть зуба представляет собой неэвольвентный профиль зуба, а зацепление эвольвентного профиля зуба и неэвольвентного профиля зуба эвольвентный профиль зуба в случае неспецифической конструкции обычно не сопряжён, то есть интерференционный).
На этом изображении видно, что линия зацепления двух шестерен только что затерла круг максимального диаметра, противоположный переходной кривой двух шестерен (Примечание: фиолетовая часть — это эвольвентный профиль зуба, желтая часть — подрез). часть, линия зацепления. Ниже базовой окружности невозможно войти, потому что ниже базовой окружности нет эвольвенты, а точки зацепления двух шестерен в любом положении все находятся на этой линии), то есть две шестерни могут просто создайте сетку нормально, конечно, это не разрешено в технике, длина линии сетки равна 142,2, это значение/базовое сечение = степень совпадения.
На этом изображении видно, что линия зацепления двух шестерен только что затерла круг максимального диаметра, противоположный переходной кривой двух шестерен (Примечание: фиолетовая часть — это эвольвентный профиль зуба, желтая часть — подрез). часть, линия зацепления. Ниже базовой окружности невозможно войти, потому что ниже базовой окружности нет эвольвенты, а точки зацепления двух шестерен в любом положении все находятся на этой линии), то есть две шестерни могут просто создайте сетку нормально, конечно, это не разрешено в технике, длина линии сетки равна 142,2, это значение/базовое сечение = степень совпадения.
Другие говорили: «Прежде всего, постановка этого вопроса неверна.Шестерни с количеством зубьев менее 17 не повлияют на использование (описание этого пункта в первом ответе неверное, и три условия правильного зацепления шестерен не имеют никакого отношения к количеству зубьев), а вот 17 зубьев в Определенные В некоторых конкретных случаях обрабатывать будет неудобно, здесь больше для дополнения некоторых знаний о шестернях.
Позвольте мне сначала поговорить об эвольвенте, эвольвента является наиболее широко используемым типом профиля зуба шестерни.Так почему же эвольвента?Чем эта линия отличается от прямой и дуги?Как показано на рисунке ниже, это эвольвента (здесь эвольвента только на половину зуба)
Если выразиться одним словом, эвольвента – это принять прямую линию и неподвижную точку на ней, когда прямая катится по окружности, траекторию неподвижной точки.Его преимущества очевидны, когда две эвольвенты сцепляются друг с другом, как показано на рисунке ниже.
Когда два колеса вращаются, направление действия силы в точке контакта (например, M, M') всегда находится на одной и той же прямой линии, и эта прямая линия остается перпендикулярной двум контактным поверхностям эвольвентной формы (касательным плоскостям ).Благодаря вертикальности между ними не будет «проскальзывания» и «трения», что объективно снижает силу трения зубчатого зацепления, что позволяет не только повысить эффективность, но и продлить срок службы шестерни.
Конечно, поскольку наиболее распространенная форма профиля зуба – эвольвентная, это не единственный наш выбор.
Помимо «подрезания», нам, как инженерам, нужно не только рассмотреть, осуществимо ли это на теоретическом уровне и хорош ли эффект, но, что более важно, мы должны найти способ реализовать теоретические вещи, что включает в себя выбор материала. , производство, точность, испытания и т. д. И так далее.
Обычно используемые методы обработки зубчатых колес обычно делятся на метод формования и метод веерного формования.Метод формовки заключается в непосредственном вырезании формы зуба путем изготовления инструмента, соответствующего форме зазора между зубами.Обычно сюда входят фрезы, дисковые шлифовальные круги и т. д.;Метод Фань Ченга сравнивается Сложный, можно понять, что зацепляются две шестерни, одна из которых очень твердая (ножевая), а другая все еще находится в грубом состоянии.Процесс создания сетки постепенно переходит от большого расстояния к нормальному состоянию сетки.В этом процессе новые шестерни изготавливаются методом средней обработки.Если вам интересно, вы можете найти «Принципы механики», чтобы изучить их подробно.
Широко используется метод Фанчэна, но когда количество зубьев шестерни невелико, точка пересечения дополнительной линии инструмента и линии зацепления будет превышать предельную точку зацепления нарезанного шестерни и корень шестерни, подлежащей обработке. будет чрезмерная резка, поскольку подрезанная часть превышает предельную точку зацепления, это не влияет на нормальное зацепление шестерен, но недостатком является то, что она ослабляет прочность зубьев.Когда такие шестерни используются в тяжелых условиях, например, в коробках передач, зубья шестерен легко сломать.На рисунке представлена модель двухпластинчатой 8-зубчатой шестерни после обычной обработки (с подрезом).
А 17 – это предельное количество зубьев, рассчитанное по зубчатому стандарту нашей страны.Шестерня с количеством зубьев менее 17 будет проявлять «феномен подрезания», когда она обычно обрабатывается методом Фаньчэн.В это время необходимо скорректировать метод обработки, например, смещение, как показано на рисунке. 8-зубчатая шестерня с двумя штампами, обработанная для индексации (небольшая подрезка).
Конечно, многое из описанного здесь содержания не является исчерпывающим.В машине гораздо больше интересных деталей, и проблем с изготовлением этих деталей в машиностроении больше.Заинтересованные читатели, возможно, пожелают уделить больше внимания.
Вывод: 17 зубов зависят от метода обработки, а также от метода обработки.Если метод обработки зубчатого колеса будет заменен или улучшен, например, метод формования и обработка смещением (здесь конкретно относится к прямозубому зубчатому колесу), явления подреза не возникнет, и с предельным количеством зубьев в 17 проблем не возникнет.
