Шестерня – это разновидность запчастей, которые широко используются в быту, будь то авиация, грузовой, автомобильный и так далее. Однако при проектировании и обработке шестерни требуется количество ее зубьев. Некоторые люди говорят, что если он меньше 17 зубов, он не может вращаться, а некоторые говорят, что это неправильно. Шестерен ниже 17 зубьев предостаточно. На самом деле все эти утверждения верны. Любители золота знают, почему? Добро пожаловать, чтобы оставить сообщение для обсуждения.
Почему количество зубов 17?
Так почему 17? Вместо других номеров? Что касается 17, это начинается с метода обработки шестерни, как показано на рисунке ниже, широко используемый метод заключается в использовании варочной панели для резки.
При изготовлении шестерен таким способом при малом числе зубьев возникает подрезка, что сказывается на прочности изготавливаемых шестерен. Подрезание означает, что корень был срезан. . . Обратите внимание на красную рамку на картинке:
картина
Когда точка пересечения вершины зуба шестерни и линии зацепления превышает предельную точку зацепления нарезанной шестерни, часть эвольвентного профиля зуба корня зуба нарезанной шестерни отрезается. Это явление называется подрезкой.
Так когда же можно избежать подрезания? Ответ такой: 17 (когда коэффициент высоты надстройки равен 1, а угол давления равен 20 градусам).
Прежде всего, причина, по которой шестерни могут вращаться, заключается в том, что между верхней и нижней шестернями должна быть сформирована пара хороших передаточных отношений. Только когда связь между ними установлена, ее действие может быть стабильным. Возьмем в качестве примера эвольвентные шестерни. Две шестерни могут играть свою роль только в том случае, если они хорошо зацепляются друг с другом. В частности, они делятся на два типа: прямозубые и косозубые.
Для стандартной цилиндрической шестерни коэффициент высоты добавочной части равен 1, а коэффициент высоты пятки зуба равен 1,25, а угол ее зацепления должен достигать 20 градусов. Когда шестерня обрабатывается, если основание зуба и инструмент похожи на две шестерни. То же самое.
Если количество зубов зародыша меньше определенного значения, часть корня корня зуба будет выкопана, что называется подрезкой. Если подрез небольшой, это повлияет на прочность и устойчивость шестерни. Упомянутые здесь 17 относятся к шестерням. Если не говорить о работоспособности шестерни, то она будет работать независимо от количества зубьев.
Кроме того, 17 — это простое число, то есть количество перекрытий между определенным зубом шестерни и другими шестернями наименьшее при определенном числе оборотов, и оно не задержится на этом месте надолго. при приложении силы. Шестерни – это точные инструменты. Хотя на каждой передаче будут ошибки, но вероятность износа вала колеса на 17 слишком велика, поэтому если будет 17, то на короткое время будет нормально, но долго не проработает.
Но вот проблема! На рынке еще много шестерен с числом зубьев менее 17, но они все равно хорошо крутятся, есть фото и правда!
Некоторые пользователи сети отметили, что на самом деле, если изменить метод обработки, можно изготовить стандартные эвольвентные шестерни с числом зубьев менее 17. Конечно, такую шестерню тоже легко заклинить (из-за помех шестеренки, фото не могу найти, решайтесь), поэтому толком не повернется. Соответствующих решений также много, и чаще всего используется зубчатая передача (говоря простым языком, это отведение инструмента при резании), а также косозубые, циклоидальные и т. д. Затем идет панциклоида. механизм.
Мнение другого пользователя сети: кажется, что все слишком сильно верят в книги. Я не знаю, сколько людей тщательно изучали механизмы на работе. На уроке механических принципов нет основной причины для эвольвентных прямозубых шестерен с более чем 17 зубьями. Вывод нарезки основан на том, что верхняя галтель R передней поверхности реечного инструмента для обработки зубчатых колес равна 0, но на самом деле, как инструменты в промышленном производстве могут не иметь угла R? (Без термической обработки инструмента с углом R концентрация напряжения в острой части легко растрескивается, и его легко изнашивать или трескать во время использования), и даже если инструмент не имеет поднутрения под углом R, максимальное количество зубьев может быть меньше 17. зубьев, поэтому 17 зубьев используются в качестве условия поднутрения. На самом деле, это открыто для обсуждения!
Из рисунка видно, что при обработке зубчатого колеса инструментом с углом R 0 в верхней части передней поверхности кривая перехода от 15-го зуба к 18-му зубу существенно не меняется, так почему же сказано, что 17-й зуб начинается с эвольвентного прямого зуба? А как насчет количества зубов, которые подрезаются?
Равнопромежуточная кривая фиолетовой удлиненной эпициклоиды в корневой части рисунка выше представляет собой профиль зуба после обрезки корня. Насколько сильно будет подрезана корневая часть шестерни, что повлияет на ее использование? Это определяется относительным перемещением вершины зуба другой шестерни и запасом прочности корня зуба шестерни. Если вершина зуба сопрягаемой шестерни не входит в зацепление с выточкой, две шестерни могут нормально вращаться (Примечание: часть выточки представляет собой неэвольвентный профиль зуба, а зацепление эвольвентного профиля зуба и не- эвольвентный профиль зуба обычно не сопряжен в случае неспецифической конструкции, то есть мешать).
На этом рисунке видно, что линия зацепления двух шестерен только что стерла окружность максимального диаметра, противоположную переходной кривой двух шестерен (Примечание: фиолетовая часть — это эвольвентный профиль зуба, желтая часть — поднутрение). часть, линия зацепления. Невозможно войти ниже базовой окружности, потому что ниже базовой окружности нет эвольвенты, а точки зацепления двух шестерен в любом положении находятся на этой линии), то есть две шестерни могут просто создайте сетку нормально, конечно, это не разрешено в технике, длина линии сетки составляет 142,2, это степень совпадения значения/базового сечения=.
Другие сказали: Прежде всего, постановка этого вопроса неверна. Шестерни с числом зубьев менее 17 не повлияют на использование (описание этого пункта в первом ответе неверно, а три условия правильного зацепления шестерен не имеют отношения к количеству зубьев), но 17 зубьев в в некоторых конкретных случаях будет неудобно обрабатывать, тут больше для дополнения некоторых знаний о шестернях.
Позвольте мне сначала поговорить об эвольвенте, эвольвента является наиболее широко используемым типом профиля зуба шестерни. Так почему эвольвента? Чем эта линия отличается от прямой и дуги? Как показано на рисунке ниже, это эвольвента (здесь только половина эвольвенты зуба).
картина
Одним словом, эвольвента должна принять прямую линию и неподвижную точку на ней, когда прямая катится по окружности, траекторию неподвижной точки. Его преимущества очевидны, когда две эвольвенты зацепляются друг с другом, как показано на рисунке ниже.
картина
Когда два колеса вращаются, направление действия силы в точке контакта (например, М, М') всегда находится на одной и той же прямой линии, и эта прямая линия остается перпендикулярной двум эвольвентным контактным поверхностям (касательным плоскостям). ). За счет вертикальности между ними не будет «проскальзывания» и «трения», что объективно снижает силу трения зацепления зубчатого колеса, что позволяет не только повысить КПД, но и продлить срок службы зубчатого колеса.
Конечно, поскольку наиболее широко используемая форма профиля зуба - эвольвента, это не единственный наш выбор.
Помимо «подрезания», мы как инженеры должны не только рассмотреть, возможно ли это на теоретическом уровне и хорош ли эффект, но, что более важно, мы должны найти способ вывести теоретические вещи наружу, что включает в себя выбор материала. , производство, точность, тестирование и т.д. И так далее.
Обычно используемые методы обработки зубчатых колес обычно делятся на метод формования и метод формования веера. Метод формирования заключается в непосредственном вырезании формы зуба путем изготовления инструмента, соответствующего форме зазора между зубьями. Как правило, это фрезы, шлифовальные круги типа «бабочка» и т. д.; Метод Фан Ченга сравнивает Сложный, можно понять, что две шестеренки входят в зацепление, одна из которых очень твердая (нож), а другая еще в шершавом состоянии. Процесс создания сетки постепенно переходит от большого расстояния к нормальному состоянию создания сетки. В этом процессе новые шестерни изготавливаются методом средней резки. Если вам интересно, вы можете найти «Принципы механики», чтобы узнать подробнее.
Метод Fancheng широко используется, но когда количество зубьев шестерни невелико, точка пересечения линии добавления инструмента и линии зацепления будет превышать предельную точку зацепления нарезанной 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 это ослабляет прочность зубьев. Когда такие шестерни используются в тяжелых условиях, таких как коробки передач, зубья шестерен легко сломать. На рисунке показана модель зубчатого колеса 2-матрицы 8-после обычной обработки (с поднутрением).
картина
А 17 - это предельное количество зубьев, рассчитанное по стандарту шестерен нашей страны. Зубчатое колесо с числом зубьев менее 17 будет проявляться как «феномен подреза», когда оно обычно обрабатывается по методу Fancheng. В это время необходимо скорректировать метод обработки, такой как смещение, как показано на рисунке 2-штамп 8-зубчатая шестерня, обработанная для индексации (небольшая подрезка).
картина
Конечно, многое из описанного здесь содержания не является исчерпывающим. В машине есть еще много интересных деталей, и проблем с изготовлением этих деталей в проекте больше. Заинтересованные поклонники золота могут захотеть уделить больше внимания.
Вывод: 17 зубов исходят от метода обработки, а также от метода обработки зависит. Если метод обработки зубчатого колеса заменен или улучшен, например, метод формования и обработка смещения (здесь конкретно имеется в виду цилиндрическое зубчатое колесо), явления подреза не произойдет, и нет проблем с предельным числом зубьев в 17.
Кроме того, из этого вопроса и ответа на него мы видим особенность механической дисциплины — высокую степень интеграции теории и практики.
Точка зрения пользователя сети: Во-первых, неправильно говорить, что шестерня с менее чем 17 зубьями не может вращаться. Кратко представим, откуда берется число 17 зубов.
картина
Шестерня относится к механическому элементу с шестернями на ободе, который непрерывно зацепляется для передачи движения и мощности. Профиль зуба шестерни имеет эвольвентную форму, форму дуги и т. д., и эвольвентная шестерня широко используется.
Эвольвентные зубчатые колеса подразделяются на прямозубые/косозубые прямозубые и т. д. Для стандартных прямозубых зубчатых колес коэффициент высоты добавочного зубчатого колеса равен 1, коэффициент высоты зубчатого венца равен 1,25, а угол давления составляет 20 градусов. Веерный метод обычно используется при обработке зубчатых колес, то есть движение инструмента и заготовки зубчатого колеса во время обработки похоже на зацепление пары зубчатых колес друг с другом. При стандартной обработке зубчатого колеса, если количество зубьев меньше определенного значения, часть эвольвентного профиля в основании заготовки зуба будет вырыта, что называется подрезкой, как показано на левом рисунке ниже, подрезка серьезно влияют на прочность и передачу зубчатого колеса Стационарность, минимальное значение без подрезки 2*1/sin(20)^2 (1 - коэффициент высоты дополнения, 20 - угол давления).
17 зубьев здесь предназначены для стандартных прямозубых шестерен. У нас есть много способов избежать подрезки, например, смещение зубчатого колеса, то есть инструмент находится далеко или близко к центру вращения заготовки колеса. Здесь, чтобы избежать подрезки, нам нужно выбрать Далеко от центра вращения контура, как показано на правом рисунке ниже, снова выходит полная эвольвентная линия контура?
картина
После того, как шестерня переключена, шестерня может снова вращаться без воздействия, и шестерня с 5 зубьями также может вращаться за счет надлежащего смещения.
Фактически, косозубые зубчатые колеса также могут предотвратить подрезание шестерни или уменьшить минимальное значение зуба, при котором происходит подрезание.
картина
Вычислено число 17. Это не значит, что малое количество 17 шестерен не может вращаться, но если зубьев меньше 17, то легко срезать часть корня шестерни с выточенной межосевой линией при обработке шестерни, то есть подрезать, в результате в ослабленной прочности шестерни. Что касается того, как рассчитать, это полностью математическая проблема. Ссылаясь на приведенную выше формулу, угол разминания составляет a=20 градусов, а минимальное количество зубьев без подрезки равно 17.
Точка зрения пользователя сети: может ли число зубьев шестерни быть меньше 17 — это вопрос, на который стоит обратить внимание. У стандартных шестерен количество зубьев действительно не может быть меньше 17, почему? Потому что, когда количество зубьев меньше 17, шестерня будет подрезаться.
Так называемый подрез означает, что при определенных условиях, при определенных условиях, вершина зуба инструмента слишком сильно врезается в основание зуба шестерни и срезает часть эвольвентного профиля зуба корня зуба.
картина
Фан Ченфа и Андеркат
картина
Фан Ченгфа
Метод Fancheng (или метод генерирования) — это метод обработки зубчатых колес с использованием принципа огибающей в геометрии. После того, как эвольвентный профиль зуба двух шестерен и угловая скорость w1 ведущего колеса заданы, угловая скорость w2 ведомого колеса может быть получена путем зацепления двух профилей зубьев, и i12=w1/ w2=фиксированное значение. Поскольку при зацеплении двух профилей зубьев две делительные окружности выполняют чистую прокатку, а в процессе чистой прокатки делительной окружности 1 по делительной окружности 2 профиль зуба шестерни 1 будет занимать ряд относительных положений по отношению к шестерне. 2, и ряд относительных положений. Огибающая представляет собой профиль зуба шестерни 2, то есть, когда две делительные окружности находятся в чистом качении, два эвольвентных профиля зуба можно рассматривать как взаимные огибающие.
Подрезка
Причины подрезки: Когда точка пересечения линии присоединения инструмента и линии зацепления превышает предельную точку зацепления N1, а инструмент продолжает двигаться из положения II, часть эвольвентного профиля зуба, вырезанная у корня, срезается выключенный.
Последствия подрезки: шестерни с серьезной подрезкой ослабят прочность на изгиб зубьев шестерни, с одной стороны; с другой стороны, это уменьшит посадку зубчатой передачи, что очень неблагоприятно для трансмиссии. Причины подрезки: Когда точка пересечения линии присоединения инструмента и линии зацепления превышает предельную точку зацепления N1, а инструмент продолжает двигаться из положения II, часть эвольвентного профиля зуба, вырезанная у корня, срезается выключенный.
Для нестандартных шестерен подойдет меньше 17 зубьев.
