Från klockor till ångturbiner, växlar av olika storlekar, stora som små, används ofta i olika produkter som mekaniska delar för att överföra kraft.Det sägs att marknadsstorleken för växlar och växelkomponenter i världen har nått en biljon yuan, och det förutspås att den kommer att fortsätta att utvecklas snabbt i framtiden tillsammans med utvecklingen av branschen.
Gear är en sorts reservdelar som används ofta i livet, oavsett om det är flyg, fraktfartyg, bil och så vidare.När växeln är designad och bearbetad krävs dock antalet växlar.Vissa säger att om den är lägre än 17 tänder kan den inte roteras., vet du varför?
Så varför 17?Istället för andra siffror?När det gäller 17 börjar detta med bearbetningsmetoden för redskapet, som visas i figuren nedan är en mycket använd metod att använda en häll för att skära.
Vid tillverkning av kugghjul på detta sätt, när antalet kuggar är litet, uppstår underskärning, vilket påverkar hållfastheten på de tillverkade kugghjulen.Det som är underskärning betyder att roten är kapad...Notera den röda rutan på bilden:
Så när kan underprissättning undvikas?Svaret är denna 17 (när tilläggets höjdkoefficient är 1 och tryckvinkeln är 20 grader).
Först och främst, anledningen till att kugghjulen kan rotera är att ett par bra transmissionsförhållanden bör bildas mellan den övre och den nedre växeln.Först när kopplingen mellan de två är på plats kan dess funktion vara en stabil relation.Om man tar evolventa växlar som exempel, kan två växlar bara spela sin roll om de griper in väl.Specifikt är de uppdelade i två typer: cylindriska växlar och spiralformade växlar.
För en standard cylindrisk växel är koefficienten för tilläggshöjden 1, och koefficienten för tandens hälhöjd är 1,25, och dess tryckvinkel bör nå 20 grader.När kugghjulet bearbetas, om tandbasen och verktyget är som två växlar Samma.
Om antalet tänder på embryot är mindre än ett visst värde kommer en del av roten av tandroten att grävas ut, vilket kallas underskärning.Om underskärningen är liten kommer det att påverka växelns styrka och stabilitet.De 17 som nämns här är för växlar.Om vi inte pratar om växlarnas arbetseffektivitet kommer det att fungera oavsett hur många tänder det finns.
Dessutom är 17 ett primtal, det vill säga antalet överlappningar mellan en viss kugg på ett kugghjul och andra kugghjul är minst vid ett visst antal varv, och det kommer inte att stanna vid denna tidpunkt under lång tid när kraften appliceras.Kugghjul är precisionsinstrument.Även om det blir fel på varje växel, är sannolikheten för hjulaxelslitage vid 17 för hög, så om det är 17 kommer det att vara bra under en kort period, men det kommer inte att fungera under lång tid.
Men här kommer problemet!Det finns fortfarande många växlar med mindre än 17 tänder på marknaden, men de svänger bra ändå, det finns bilder och sanningen!
Vissa nätanvändare påpekade att om du ändrar bearbetningsmetoden är det faktiskt möjligt att tillverka vanliga evolventa kugghjul med mindre än 17 tänder.Naturligtvis är en sådan växel också lätt att fastna (på grund av växelstörningar kan jag inte hitta bilden, snälla bestäm dig), så den kan verkligen inte vända.Det finns också många motsvarande lösningar, och växlingsväxeln är den vanligaste (i lekmannaspråk är det att flytta bort verktyget vid skärning), och det finns även spiralformade växlar, cykloidväxlar etc. Sedan finns det pancykloiden. redskap.
En annan nätanvändares synpunkt: Alla verkar tro för mycket på böcker.Jag vet inte hur många som har studerat växlar ordentligt på jobbet.I lektionen om mekaniska principer finns det ingen grundorsak till evolventa kugghjul med mer än 17 tänder.Härledningen av skärning är baserad på det faktum att toppkälet R på spånytan på kuggstångsverktyget för bearbetning av kugghjul är 0, men i själva verket, hur kan verktyg i industriell produktion inte ha någon R-vinkel?(Utan R-vinkelverktygsvärmebehandling är den skarpa delens spänningskoncentration lätt att spricka, och den är lätt att bära eller spricka under användning) och även om verktyget inte har R-vinkeln underskuren, får det maximala antalet tänder inte vara 17 tänder, så 17 tänder används som underskärningsvillkor.Det är faktiskt öppet för debatt!Låt oss ta en titt på bilderna ovan.
Det kan ses av figuren att när kugghjulet bearbetas med ett verktyg med en R-vinkel på 0 i toppen av spånytan, ändras inte övergångskurvan från den 15:e tanden till den 18:e tanden nämnvärt, så varför är det sa att den 17:e tanden börjar med en involut rak tand?Hur är det med antalet tänder som underskärs?
Den här bilden måste ha tecknats av studenter som studerar maskinteknik med Fan Chengyi.Du kan se inverkan av verktygets R-vinkel på kugghjulets underskärning.
Den ekvidistanta kurvan för den lila förlängda epicykloiden i rotdelen av bilden ovan är tandprofilen efter rotskärning.Hur långt kommer rotdelen av ett kugghjul att underskäras för att påverka dess användning?Detta bestäms av den relativa rörelsen av tandtoppen på det andra kugghjulet och hållfasthetsreserven för kuggroten på kugghjulet.Om tandöverdelen på det passande kugghjulet inte går i ingrepp med den underskurna delen, kan de två kugghjulen rotera normalt, (Obs: Underskuren del av den är en icke-evolvent kuggprofil, och ingreppet mellan en evolvent kuggprofil och en icke-evolvent kuggprofil evolvent tandprofil är vanligtvis inte konjugerad i fallet med en ospecifik design, det vill säga att störa).
Från denna bild kan det ses att ingreppslinjen för de två kugghjulen precis har torkat ut cirkeln med maximal diameter mittemot övergångskurvan för de två kugghjulen (Obs: den lila delen är den evolventa kuggprofilen, den gula delen är underskärningen del, ingreppslinjen Det är omöjligt att komma in under bascirkeln, eftersom det inte finns någon evolvent under bascirkeln, och ingreppspunkterna för de två kugghjulen i vilken position som helst är alla på denna linje), det vill säga de två kugghjulen kan maska bara normalt, naturligtvis detta. Det är inte tillåtet i teknik, längden på masklinjen är 142,2, detta värde/bassektion = tillfällighetsgrad.
Från denna bild kan det ses att ingreppslinjen för de två kugghjulen precis har torkat ut cirkeln med maximal diameter mittemot övergångskurvan för de två kugghjulen (Obs: den lila delen är den evolventa kuggprofilen, den gula delen är underskärningen del, ingreppslinjen Det är omöjligt att komma in under bascirkeln, eftersom det inte finns någon evolvent under bascirkeln, och ingreppspunkterna för de två kugghjulen i vilken position som helst är alla på denna linje), det vill säga de två kugghjulen kan maska bara normalt, naturligtvis detta. Det är inte tillåtet i teknik, längden på masklinjen är 142,2, detta värde/bassektion = tillfällighetsgrad.
Andra sa: För det första är inställningen av denna fråga fel.Kugghjul med mindre än 17 tänder kommer inte att påverka användningen (beskrivningen av denna punkt i det första svaret är felaktig, och de tre villkoren för korrekt ingrepp av växlar har ingenting att göra med antalet tänder), men 17 tänder i en viss I vissa specifika fall kommer det att vara obekvämt att bearbeta, här är mer för att komplettera lite kunskap om växlar.
Låt mig prata om evolvent först, evolvent är den mest använda typen av kuggprofil.Så varför en involut?Vad är skillnaden mellan denna linje och rät linje och båge?Som visas i figuren nedan är det en evolvent (här finns det bara en halv tand evolvent)
För att uttrycka det med ett ord, involut är att anta en rät linje och en fix punkt på den, när den räta linjen rullar längs en cirkel, den fasta punktens bana.Dess fördelar är uppenbara när två involuter griper in i varandra, som visas i figuren nedan.
När de två hjulen roterar är den verkande riktningen för kraften vid kontaktpunkten (såsom M , M' ) alltid på samma räta linje, och denna räta linje hålls vinkelrät mot de två evolventformade kontaktytorna (tangenta plan ).På grund av vertikaliteten kommer de inte att finnas någon "glidning" och "friktion" mellan dem, vilket objektivt minskar friktionskraften hos växelnätet, vilket inte bara kan förbättra effektiviteten utan också förlänga växelns livslängd.
Naturligtvis, som den mest använda formen av tandprofil – involut, är det inte vårt enda val.
Förutom "undercutting", som ingenjörer, behöver vi inte bara överväga om det är genomförbart på teoretisk nivå och om effekten är bra, utan ännu viktigare, vi måste hitta ett sätt att få de teoretiska sakerna att komma fram, vilket innebär materialval. , tillverkning, precision, testning etc. Och så vidare.
De vanligaste bearbetningsmetoderna för kugghjul är generellt indelade i formningsmetod och fläktformningsmetod.Formningsmetoden är att direkt skära ut tandformen genom att tillverka ett verktyg som motsvarar formen på gapet mellan tänderna.Detta inkluderar vanligtvis fräsar, fjärilsslipskivor, etc.;Fan Cheng-metoden jämför Komplicerat, du kan förstå att två växlar är i ingrepp, varav den ena är mycket hård (kniv), och den andra är fortfarande i ett grovt tillstånd.Ingreppsprocessen går gradvis från ett långt avstånd till ett normalt ingreppstillstånd.I denna process produceras nya kugghjul genom medelstor skärning.Om du är intresserad kan du hitta "Mekanikens principer" för att lära dig i detalj.
Fancheng-metoden används i stor utsträckning, men när antalet kuggar är litet kommer skärningspunkten för verktygets tilläggslinje och ingreppslinjen att överskrida ingreppsgränsen för det skurna kugghjulet och roten av kugghjulet som ska bearbetas kommer att vara över Skärning, eftersom den underskurna delen överskrider ingreppsgränsen, påverkar det inte växlarnas normala ingrepp, men nackdelen är att det försvagar styrkan i tänderna.När sådana växlar används i tunga tillfällen som växellådor är det lätt att bryta kuggarna.Bilden visar modellen av 2-matrisen 8-tands växel efter normal bearbetning (med underskärning).
Och 17 är gränsantalet tänder beräknat enligt vårt lands redskapsstandard.Växeln med antalet tänder mindre än 17 kommer att framstå som "underskärningsfenomen" när den normalt bearbetas med Fancheng-metoden.Vid denna tidpunkt måste bearbetningsmetoden justeras, såsom förskjutning, som visas i figuren 2-matris 8-tands kugghjul bearbetad för indexering (liten underskärning).
Naturligtvis är många av innehållet som beskrivs här inte heltäckande.Det finns många fler intressanta delar i maskinen, och det finns fler problem med att tillverka dessa delar inom tekniken.Intresserade läsare kanske vill ägna mer uppmärksamhet.
Slutsats: De 17 tänderna kommer från bearbetningsmetoden, och det beror också på bearbetningsmetoden.Om växelns bearbetningsmetod byts ut eller förbättras, såsom formningsmetod och förskjutningsbearbetning (hänvisar här specifikt till det cylindriska drevet), kommer underskärningsfenomenet inte att inträffa, och det finns inga problem med gränsantalet på 17 tänder.
