Защо зъбните колела не могат да имат по-малко от 17 зъба, а ако липсват?
Зъбното колело е широко използвана резервна част в ежедневието, независимо дали се използва в авиацията, товарни кораби, автомобили и т.н. Въпреки това, при проектирането и обработката на зъбни колела има изисквания за броя на зъбните колела. Някои хора казват, че ако има по-малко от 17 зъба, не може да се върти, докато други твърдят, че не е правилно. Зъбни колела с по-малко от 17 зъба има навсякъде и твърдението на всеки е правилно. Знаеш ли защо?
Защо е 17? А не други числа? Що се отнася до 17, той започва с метода на обработка на зъбни колела, както е показано на фигурата по-долу. Един широко използван метод е използването на котлон за рязане.
При производството на зъбни колела по този начин, когато броят на зъбите е малък, ще се получи коренно изрязване, което ще повлияе на здравината на произведените зъбни колела. Какво е изрязване на корен, това означава, че коренът е отрязан... Обърнете внимание на червеното поле на фигурата:
Когато пресечната точка между върха на зъба на зъбното колело и линията на зацепване надхвърли граничната точка на зацепване на зъбното колело, което се реже, част от еволвентния профил на зъба на зъбния корен на зъбното колело, което се реже, се отрязва, което се нарича корен рязане.
И така, при какви обстоятелства може да се избегне изрязването на корените? Отговорът е този 17 (когато коефициентът на горната височина на зъба е 1 и ъгълът на натиск е 20 градуса).
Първо, зъбното колело може да се върти, защото трябва да се създаде добро предавателно отношение между горното и долното зъбно колело. Само когато връзката между двете е налице, работата му може да бъде гладка връзка. Вземайки еволвентни зъбни колела като пример, само когато две зъбни колела се зацепват добре, те могат да играят своята роля, която може допълнително да бъде разделена на два типа: цилиндрични цилиндрични зъбни колела и спираловидни цилиндрични зъбни колела.
Стандартното цилиндрично зъбно колело има коефициент единица за височина на върха на зъба и 1,25 за височина на петата на зъба, а ъгълът му на натиск трябва да достига 20 градуса. Когато обработвате зъбни колела, ако между зъбната заготовка и инструмента има две зъбни колела, това ще изглежда като две зъбни колела.
Ако броят на зъбите в ембриона е по-малък от определена стойност, част от корена на зъба ще бъде изкопана, което се нарича изрязване на корен. Ако коренът е твърде малък, това ще повлияе на здравината и стабилността на предавката. Споменатите тук 17 са за зъбни колела. Ако не говорим за работоспособността на зъбните колела, те ще работят и ще работят независимо от броя на зъбите.
Освен това 17 е просто число, което означава, че един зъб на зъбно колело има най-малък брой съвпадения с друго зъбно колело при определен брой завъртания, така че няма да остане в тази точка за дълго време, когато е подложен на сила. Зъбните колела принадлежат към прецизните инструменти. Въпреки че може да възникнат грешки на всяка предавка, вероятността от износване на оста, причинена от 17, е твърде висока. Следователно, ако е на 17, е добре да се преместите за известно време в краткосрочен план, но не и в дългосрочен план.
Но тук идва проблемът! Все още има много зъбни колела на пазара с по-малко от 17 зъба, които все още се въртят добре. Има снимки и истини!
Някои нетизени посочиха, че всъщност, ако се използва различен метод на обработка, е възможно да се произвеждат стандартни еволвентни зъбни колела с по-малко от 17 зъба. Разбира се, такива зъбни колела също много лесно се блокират, когато се използват (поради смущения на зъбните колела, изображението не може да бъде намерено, моля, помислете внимателно), така че те наистина не могат да се въртят. Съществуват и много съответни решения, сред които модифицираното зъбно колело е най-често използваното (непрофесионално казано, режещият инструмент се отдалечава малко по време на рязане), а също така може да има спирални зъбни колела, циклоидни зъбни колела и т.н. Друго нещо е циклоидната предавка.
Друга гледна точка на нетизен: Изглежда, че хората все още вярват твърде много на книгите. Не знам колко хора са учили задълбочено зъбните колела в работата си. В курса по Механични принципи, извеждането на принципа, че еволвентните цилиндрични зъбни колела с повече от 17 зъба не произвеждат коренно рязане, се основава на факта, че горното извивка R на предната режеща повърхност на зъбчатия инструмент за обработка на зъбни колела е { {1}}. В действителност обаче как инструментите за промишлено производство нямат R ъгъл? Топлинната обработка на режещи инструменти без R-ъгъл е склонна към концентрация на напрежение и напукване в острите части, което може да причини износване или напукване по време на употреба. Освен това, дори ако инструментът няма R-ъгълно рязане на корена, максималният брой зъби, който може да се появи, може да не е 17 зъба. Следователно твърдението, че 17 зъба е условие за рязане на корен, всъщност е отворено за дебат! Нека да разгледаме горните снимки.
От графиката може да се види, че няма значителна промяна в кривата на прехода на корена на зъба от 15 до 18 зъба при обработка на зъбни колела с инструмент с горен R ъгъл 0 на наклонената повърхност. Така че защо се казва, че 17 зъба са броят на зъбите, които започват да се подлагат на рязане на корен като еволвентни прави зъби?
Тази картина трябва да е нарисувана от студенти по машинно инженерство с помощта на генератор на зъбни колела и може да се види, че размерът на ъгъла R на инструмента влияе върху срязването на корена на зъбното колело.
Еквидистантната крива на лилавата удължена епициклоида в корена на зъба на горната фигура е профилът на зъба след изрязване на корена. До каква степен коренът на зъбно колело ще бъде срязан и ще повлияе на използването му? Това се определя от относителното движение на върха на зъба на друго зъбно колело и резерва на якост на зъбния корен на зъбното колело. Ако върхът на зъба на сдвоеното зъбно колело не се зацепи с изрязаната част на корена, тогава тези две зъбни колела могат да се въртят нормално.
От тази графика може да се види, че линиите на зацепване на тези две зъбни колела просто се търкат в окръжността с максимален диаметър на преходната крива на двете зъбни колела (забележка: лилавата част е профилът на еволвентния зъб, жълтата част е изрезът на корена част и линията на зацепване не може да влезе под основния кръг, защото няма еволвента под основния кръг и точките на зацепване на двете зъбни колела във всяка позиция са на тази линия), което означава, че тези две зъбни колела могат просто да зацепват нормално, Разбира се, това не е позволено в инженерството. Дължината на мрежата е 142,2 и тази стойност/базов възел=се припокриват.
Някои хора също казват, че този въпрос е неправилен. Зъбно колело с по-малко от 17 зъба няма да повлияе на използването му (описанието на тази точка в първия отговор е неправилно и трите условия за правилно зацепване на зъбното колело не са свързани с броя на зъбите). Въпреки това, 17 зъба може да причини неудобство при обработката в определени специфични ситуации. Тук ще бъде добавена повече информация за съоръженията.
Нека първо да поговорим за еволвента, която е най-широко използваният тип профил на зъбите на зъбни колела. Така че защо е еволвента? Каква е разликата между тази линия и правите линии и дъгите? Както е показано на фигурата по-долу, това е еволвента (тук има само половин зъб еволвента).
С други думи, еволвента е траекторията, измината от фиксирана точка на линия, докато се търкаля по окръжност. Предимствата му са очевидни, както е показано на следващата фигура, когато две еволвенти се зацепват една с друга.
Когато две колела се въртят, посоката на силата, действаща върху контактната точка (като M, M ') винаги е на една и съща права линия и тази права линия е перпендикулярна на контактната повърхност (сечение) на двете еволвентни линии. Благодарение на своята перпендикулярност няма да има "приплъзване" или "триене" между тях, което обективно намалява силата на триене на зацепването на предавката, като не само подобрява ефективността, но и удължава експлоатационния живот на предавката.
Разбира се, тъй като най-разпространената форма на зъбния профил – еволвентната, тя не е единственият ни избор.
Говорейки за „изрязване на корени“, като инженери, ние не само трябва да обмислим дали теоретичното ниво е осъществимо и ефектът е добър, но по-важното е, че трябва да намерим начини да представим теоретичните неща, което включва избор на материал, производство, точност, тестване и други аспекти.
Често използваните методи за обработка на зъбни колела обикновено се разделят на метод на формоване и метод на шаблон. Методът на формоване се отнася до директно рязане на формата на зъба чрез производство на инструмент, съответстващ на формата на празнината между зъбите, което обикновено включва фрези, шлифовъчни дискове тип пеперуда и т.н.; Методът на зацепване е доста сложен, което може да се разбира като зацепване на две зъбни колела, едното от които е много твърдо (режещ инструмент), а другото е все още в грубо състояние. Процесът на зацепване постепенно преминава от далечно към нормално състояние на зацепване и в този процес срязването произвежда нови зъбни колела. Заинтересованите страни могат да се обърнат към "Механични принципи" за конкретно обучение.
Използването на стандартния метод е много широко разпространено, но когато броят на зъбите в зъбното колело е малък, ще се появи пресечната точка между горната линия на зъба на инструмента и линията на зацепване, надвишавайки граничната точка на зацепване на зъбното колело, което трябва да бъде разрез. По това време коренът на зъбното колело, което ще се обработва, ще бъде отрязан твърде много. Тъй като изрязаната част надвишава граничната точка на зацепване, това не влияе на нормалното зацепване на зъбното колело, но недостатъкът на това е, че отслабва здравината на зъбите на зъбното колело, когато такива зъбни колела се използват в тежки ситуации като трансмисии , те са склонни към счупване на зъбите, както е показано на снимката на модел на зъбно зъбно колело в 2-режим 8-след нормална механична обработка (с изрязване на корен).
А 17 е пределният брой зъби, изчислен според стандарта за зъбни колела в Китай. Зъбни колела с по-малко от 17 зъба ще изпитат феномена на "отрязване на корена" по време на нормална обработка с използване на генеративен метод. По това време трябва да се коригира методът на обработка, като изместване, както е показано на фигурата за 2-режим 8-зъбно зъбно колело (срязване на малък корен) с обработка с изместване.
Разбира се, много от описаното тук съдържание не е изчерпателно. Има и много по-интересни части в машините и производството на тези части в инженерството също е изправено пред повече проблеми. Заинтересованите читатели може да искат да обърнат повече внимание.
Заключение: 17-те зъба идват от метода на обработка и също зависят от метода на обработка. Ако методът на обработка на зъбното колело бъде заменен или подобрен, като например метод на формоване или обработка с изместване (по-специално по отношение на цилиндрични зъбни колела), няма да има феномен на подрязване и няма да има ограничение за броя от 17 зъба.
Освен това от този въпрос и неговия отговор може да се види, че характеристика на механичната дисциплина е високата степен на интеграция между теория и практика.
Гледна точка от механично-хидравличния форум: Първо, твърдението, че зъбните колела не могат да се въртят с по-малко от 17 зъба, е неправилно. По-долу ще представим накратко как се получава числото 17 зъби.
Зъбно колело се отнася до механичен компонент на ръба на колело, който непрекъснато се зацепва със зъбни колела, за да предава движение и мощност. Профилът на зъбите на зъбно колело може да бъде еволвентен, дъгообразен и т.н., а еволвентните зъбни колела са широко използвани.
Еволвентните зъбни колела се разделят допълнително на цилиндрични зъбни колела/спирални цилиндрични зъбни колела и т.н. За стандартните цилиндрични зъбни колела с цилиндрични зъбни колела коефициентът на височина на върха на зъба е 1, коефициентът на височина на корена на зъба е 1,25, а ъгълът на натиск е 20 градуса. При обработката на зъбни колела обикновено се използва генеративният метод, което означава, че движението на режещия инструмент и заготовката на зъбното колело по време на обработка е като двойка зацепени зъбни колела. При стандартна механична обработка на зъбни колела, ако броят на зъбите е по-малък от определена стойност, част от еволвентния профил в основата на заготовката на зъбното колело ще бъде изкопана, което се нарича рязане на корен. Както е показано на лявата фигура, изрязването на корена ще повлияе сериозно на здравината и гладкостта на зъбното предаване. Минималната стойност без изрязване на корена е 2 * 1/sin (20) ^ 2 (1 е коефициентът на височина на горния зъб, а 20 е ъгълът на натиск).
17-те зъба тук са за стандартни цилиндрични цилиндрични зъбни колела и имаме много начини да избегнем подрязване, като например изместване на зъбно колело, което означава, че инструментът е далеч от или близо до центъра на въртене на заготовката на колелото. За да избегнете подрязване, е необходимо да изберете да бъде далеч от центъра на въртене на контура. Както е показано на фигурата вдясно, пълната еволвентна контурна линия излиза отново.
След като зъбното колело бъде модифицирано, то може да се върти отново, без да бъде засегнато, а с подходяща модификация 5-зъбното зъбно колело също може да се върти.
Всъщност спиралните зъбни колела могат също така да избегнат подрязването на зъбното колело или да намалят минималната стойност на зъбите, при която възниква подрязване.
Числото 17 е изчислено. Не че няколко 17 зъбни колела не могат да се въртят, но ако има по-малко от 17 зъба, лесно е да се отреже част от корена на зъбното колело с обработената хлабина по време на обработка на зъбни колела, което се нарича рязане на корен, което води до намаляване в силата на предавката. Що се отнася до това как да го изчислим, това е изцяло математически проблем. Позовавайки се на формулата по-горе, ъгълът на прищипване a=20 градуса и минималният брой зъби, които не се подлагат на изрязване на корен, е 17.
Гледната точка на Netizen: Дали броят на зъбите в зъбно колело може да бъде по-малък от 17 е въпрос, който си заслужава да бъде разгледан. При стандартните зъбни колела броят на зъбите наистина не може да бъде по-малък от 17, защо. Защото, когато броят на зъбите е по-малък от 17, зъбното колело ще претърпи подбиване.
Така нареченото рязане на корена се отнася до рязане на еволвентния профил на зъба на корена на зъба чрез рязане на твърде голяма част от върха на зъба на режещия инструмент в корена на зъба на зъбното колело при определени условия при рязане на зъби чрез генеративен метод.
метод на генериране
Генеративният метод (известен също като генеративен метод) е метод за обработка на зъбни колела, използващ принципа на обвивката в геометрията. След задаване на еволвентния профил на зъбите на две зъбни колела и ъгловата скорост w1 на задвижващото колело, ъгловата скорост w2 на задвижваното колело може да бъде получена чрез свързване на двата профила на зъбите и i12=w1/w{{4 }}постоянна стойност. Тъй като при зацепването на два зъбни профила, двата делителни кръга претърпяват чисто търкаляне. По време на чистия процес на търкаляне на делителна окръжност 1 върху стъпка 2, профилът на зъбите на зъбно колело 1 ще заема поредица от относителни позиции по отношение на зъбно колело 2, а обвивката на тази поредица от относителни позиции е профилът на зъбците на зъбно колело 2. Тоест, когато двата делителни кръга претърпят чисто търкаляне, двата еволвентни профила на зъбите могат да се разглеждат като взаимно обгръщащи се линии.
Феноменът на изрязване на корените
Причината за срязване на корена: Когато пресечната точка на линията на върха на зъба на инструмента и линията на зацепване надхвърли граничната точка на зацепване N1 и инструментът продължи да се движи от позиция II, част от вече изрязания еволвентен профил на зъба в корена е отрязвам.
Последиците от срязване на корена: зъбни колела със силно срязване на корена, от една страна, отслабват якостта на огъване на зъбите; От друга страна, това ще намали прилягането на зъбното предаване, което е много вредно за трансмисията. Причината за срязване на корена: Когато пресечната точка на линията на върха на зъба на инструмента и линията на зацепване надхвърли граничната точка на зацепване N1 и инструментът продължи да се движи от позиция II, част от вече изрязания еволвентен профил на зъба в корена е отрязвам.
За нестандартни зъбни колела е приемливо наличието на по-малко от 17 зъба.
