Proč nemohou mít ozubená kola méně než 17 zubů, co se stane, když jich bude méně?

Ozubené kolo je v životě široce používaný náhradní díl, ať už se jedná o letectví, nákladní lodě, automobily atd. Bude se používat. Nicméně při návrhu a zpracování ozubeného kola je vyžadován jeho počet zubů. Někteří lidé říkají, že pokud má méně než 17 zubů, nelze jej otáčet, a někteří lidé tvrdí, že je to špatně. Existuje mnoho ozubených kol s méně než 17 zuby. Tato tvrzení jsou ve skutečnosti správná, vědí zlaté prášky proč? Vítejte a zanechte zprávu k diskusi.

Proč je počet zubů 17? 

Proč tedy 17? Místo jiných čísel? U čísla 17 začíná metoda zpracování ozubeného kola, jak je znázorněno na obrázku níže. Široce používanou metodou je použití odvalovací frézy k řezání.

Pokud se ozubená kola vyrábějí tímto způsobem a je počet zubů malý, dochází k jevu podřezání, který ovlivní pevnost vyrobených ozubených kol. Co je to řezání kořene, spočívá v tom, že se řeže kořen... Věnujte pozornost červenému rámečku na obrázku:

Když průsečík vrcholu zubu a linie záběru ozubeného kola překročí mezní bod záběru řezaného ozubeného kola, dojde k odříznutí části evolventního profilu paty zubu řezaného ozubeného kola. Tento jev se nazývá podřezání.

Kdy se tedy lze vyhnout podříznutí? Odpověď zní 17 (součinitel výšky aditivní 1, když je úhel záběru 20 stupňů). Ozubené kolo se v první řadě může otáčet, protože mezi horním a spodním ozubeným kolem musí být vytvořen dobrý převodový vztah. Pouze tehdy, když je spojení mezi nimi na místě, může jeho provoz plynule fungovat. Vezměte si jako příklad evolventní ozubené kolo, které může hrát svou roli pouze tehdy, když jsou obě ozubená kola dobře zapojené. Konkrétně se dělí na dva typy: čelní ozubená kola a šikmá ozubená kola. Součinitel výšky vrcholu zubu standardního čelního ozubeného kola je 1, součinitel výšky paty zubu je 1,25 a stupeň jeho úhlu záběru by měl dosáhnout 20 stupňů. Při obrábění ozubeného kola, pokud jsou zárodek zubu a nástroj jako dvě ozubená kola stejné. Pokud je počet zubů zárodku menší než určitá hodnota, část kořene zubu bude vykopána, což se nazývá podříznutí. Pokud je podříznutí příliš malé, ovlivní to pevnost a stabilitu ozubeného kola. Zde uvedených 17 se týká ozubených kol. Pokud nemluvíme o pracovní účinnosti ozubených kol, budou fungovat a poběžet bez ohledu na to, kolik zubů mají. Kromě toho je 17 prvočíslo, což znamená, že počet shodných zubů určitého ozubeného kola s určitým počtem dalších ozubených kol je nejmenší při určitém počtu otáček a v tomto bodě se dlouho nedostane, když je aplikována síla. Ozubená kola jsou přesné přístroje. I když se na každém ozubeném kole vyskytnou chyby, pravděpodobnost opotřebení hřídele kola je příliš velká, takže pokud je to 17, bude v krátkodobém horizontu v pořádku se pohybovat, ale ne dlouhodobě. Ale tady nastává problém! Stále existuje mnoho ozubených kol s menším počtem než 17 zubů na trhu. Stále se dobře otáčejí. Jsou tam obrázky a pravdy!

Někteří uživatelé internetu poukázali na to, že pokud změníte metodu zpracování, je ve skutečnosti možné vyrobit standardní evolventní ozubená kola s méně než 17 zuby. Taková ozubená kola se samozřejmě také snadno zaseknou v provozu (kvůli interferenci ozubených kol nelze najít obrázek, prosím, rozhodněte se), takže se ve skutečnosti nemohou otáčet. Existuje mnoho odpovídajících řešení. Nejčastěji se používá posuvné ozubené kolo (laicky řečeno, nástroj se při řezání mírně pohybuje), a mohou existovat také šikmá ozubená kola, cykloidní ozubená kola atd. A existují pancykloidní ozubená kola.

Názor dalšího uživatele internetu: Zdá se, že všichni až příliš věří knihám. Nevím, kolik lidí si důkladně prostudovalo ozubená kola v praxi. V první lekci mechanických principů neexistuje žádný kořen pro evolventní čelní ozubená kola s více než 17 zuby. Odvození řezu je založeno na skutečnosti, že horní zaoblení R čela ozubeného hřebenového nástroje pro obrábění ozubeného kola je 0. Jak je vlastně možné, že nástroj v průmyslové výrobě nemá žádný úhel R? (Tepelné zpracování nástroje bez úhlu R znamená, že koncentrace napětí na ostré části snadno praská a během používání se snadno opotřebovává nebo praská.) A i když nástroj nemá podříznutí s úhlem R, maximální počet zubů nemusí být 17 zubů, takže se jako podříznutí používá 17 zubů. Je to vlastně k diskusi! Podívejme se na obrázky výše.

Z obrázku je patrné, že při použití nástroje s úhlem R na vrcholu čela 0 pro obrábění ozubeného kola nedochází k žádné zjevné změně v křivce přechodu paty zubu z 15 na 18 zubů. Proč tedy 17 zubů začíná s evolventním rovným zubem? A co počet zubů, které se podřezávají?

Tento obrázek museli nakreslit studenti oboru strojírenství s ozubeným vějířem Chengyi. Je vidět, že velikost úhlu R nástroje ovlivňuje podřezání ozubeného kola.

Ekvidistanční křivka fialové prodlužovací epicykloidy části kořene zubu na výše uvedeném obrázku představuje profil zubu po podříznutí kořene zubu. Do jaké míry ovlivňuje podříznutí části kořene zubu ozubeného kola použití? To je určeno relativním pohybem vrcholu zubu druhého ozubeného kola a pevnostní rezervou kořene zubu ozubeného kola. Pokud vrchol zubu spárovaného ozubeného kola nezapadá do podříznuté části, obě ozubená kola se mohou normálně otáčet. (Poznámka: Podříznutá část má neevolventní profil zubu, evolventní profil zubu a záběr neevolventního profilu zubu jsou obvykle nekonjugované v případě nespecifické konstrukce, tj. dochází k rušení).  

Z tohoto obrázku je patrné, že linie záběru dvou ozubených kol právě setřela kružnici s největším průměrem naproti přechodové křivce obou ozubených kol (Poznámka: fialová část představuje evolventní profil zubu, žlutá část představuje podříznutou část, linii záběru nelze vstoupit pod základní kružnici, protože pod základní kružnicí nesmí být evolventa a bod záběru obou ozubených kol v jakékoli poloze leží na této čáře), to znamená, že obě ozubená kola se nyní mohou normálně zabírat. Ve strojírenství to není povoleno, délka linie záběru je 142,2, tato hodnota / základní průřez = stupeň shody.

Někdo jiný řekl: Zaprvé, tato otázka je špatná, ozubené kolo menší než 17 zubů neovlivní použití (popis tohoto bodu v první odpovědi je špatný, tři podmínky pro správný záběr ozubeného kola nemají nic společného s počtem zubů), ale 17 zubů v určitých specifických případech bude nepohodlné pro zpracování. Zde je několik dalších souvisejících znalostí o ozubených kolech.

Začněme s evolventou, což je nejpoužívanější typ profilu zubu ozubeného kola. Proč tedy evolventa? Jaký je rozdíl mezi touto čarou a přímkou a obloukem? Jde o evolventu, jak je znázorněno na obrázku níže (zde je evolventa pouze o polovině zubu).

Jednou větou je evolventa trajektorie, kterou prochází pevný bod za předpokladu, že se jedná o přímku a její předchozí pevný bod se odvaluje po kružnici. Její výhody jsou zřejmé, když se dvě evolventy vzájemně prolínají, jak je znázorněno níže.

Když se obě kola otáčejí, směr působící síly v bodě kontaktu (například M, M') je vždy na stejné přímce a tato přímka je kolmá na dvě evolventní kontaktní plochy (tečné plochy). Mezi nimi nedochází k žádnému „prokluzu“ ani „tření“, což objektivně snižuje tření v záběru ozubených kol, což nejen zlepšuje účinnost, ale také prodlužuje životnost ozubených kol.

Evolventní profil samozřejmě není naší jedinou volbou, protože je nejpoužívanější formou profilu zubu.

Když už mluvíme o „odstraňování kořenů“, jako inženýři musíme nejen zvážit, zda je teoretická úroveň proveditelná, zda je efekt dobrý či nikoliv, ale co je důležitější, musíme najít způsob, jak prezentovat teoretické věci, což zahrnuje výběr materiálu, výrobu, přesnost, testování atd. a tak dále.

Běžně používané metody zpracování ozubených kol se obecně dělí na tvářecí metodu a metodu Fan Cheng. Tvářecí metoda spočívá v přímém vyřezání tvaru zubu výrobou nástroje odpovídajícího tvaru mezery mezi zuby. To obecně zahrnuje frézy, motýlové brusné kotouče atd.; metoda Fan Cheng srovnává komplexní metodu, můžeme chápat, že do sebe zabírají dvě ozubená kola, z nichž jedno je velmi tvrdé (nástroj) a druhé je stále v zárodečném stavu. Proces záběru se postupně přesouvá z dalekého do normálního stavu záběru. Během tohoto procesu středním obráběním vznikají nová ozubená kola a zájemci se mohou poučit z „Mechanických principů“.

Metoda Fan Cheng se široce používá, ale pokud je počet zubů ozubeného kola malý, průsečík horní linie zubu a linie záběru nástroje překročí mezní bod záběru řezaného ozubeného kola a bude překročen pata ozubeného kola, které má být obráběno. Odstranění materiálu, protože podříznutá část překračuje mezní bod záběru, neovlivňuje normální záběr ozubených kol, ale nevýhodou je, že oslabuje pevnost zubů ozubeného kola. Pokud se taková ozubená kola používají v náročných podmínkách, jako jsou převodovky, jsou zuby ozubeného kola náchylné k lámání, jak je znázorněno na obrázku po normálním obrábění 2-režimového 8zubého ozubeného kola (s podříznutím).

A 17 je limitní počet zubů vypočítaný v případě normy pro ozubená kola v mé zemi. Ozubená kola s počtem zubů menším než 17 budou při běžném obrábění metodou Fan Cheng vykazovat „jev podřezání“. V tomto případě je třeba upravit metodu obrábění, například posunutí, jak je znázorněno na obrázku 2 – 8zubé ozubené kolo s režimem posunutí (malé podřezání).

Samozřejmě, že mnoho zde popsaného obsahu není vyčerpávajících. Ve strojírenství existuje mnoho dalších zajímavých součástí a při jejich výrobě ve strojírenství existuje více problémů. Zájemci o zlatý prášek by měli věnovat více pozornosti.

Závěr: 17 zubů pochází ze způsobu zpracování a také závisí na způsobu zpracování. Pokud se způsob zpracování ozubeného kola nahradí nebo vylepší, například tvářením a obráběním posuvem (zde se konkrétně hovoří o čelním ozubeném kole), nedojde k podřezání. Počet 17 zubů není omezen.

Z této otázky a její odpovědi navíc vyplývá rys mechanické disciplíny – vysoký stupeň integrace teorie a praxe.

Názor uživatelů internetu: Za prvé, je nesprávné říkat, že ozubená kola s méně než 17 zuby se nemohou otáčet. Stručně si uveďme, jak se počet 17 zubů vzal.

 Ozubené kolo označuje mechanický prvek, který nepřetržitě zabírá s ozubenými koly na ráfku a přenáší tak pohyb a sílu. Profil zubu ozubeného kola má evolventní, obloukový atd. a evolventní ozubená kola se široce používají.

Evolventní ozubená kola se dělí na čelní ozubená kola/širokopásmová ozubená kola atd. U standardních čelních ozubených kol je součinitel výšky nástavce 1, součinitel výšky paty zubu 1,25 a úhel přítlaku 20°. Při obrábění ozubených kol se obvykle používá metoda Fan Cheng, tj. pohyb nástroje a polotovaru ozubeného kola během obrábění je jako pohyb dvojice ozubených kol, která do sebe zabírají. U standardního obrábění ozubených kol, pokud je počet zubů menší než určitá hodnota, dojde k vyhloubení části evolventní kontury u paty polotovaru ozubeného kola, což se nazývá podříznutí, jak je znázorněno vlevo níže. Podříznutí vážně ovlivní pevnost a přenos ozubeného kola. Stabilita ozubeného kola, minimální hodnota tohoto podříznutí je 2*1/sin (20) ^ 2 (1 je součinitel výšky nástavce, 20 je úhel přítlaku).

17 zubů zde je pro standardní čelní ozubená kola. Existuje mnoho způsobů, jak se vyhnout podřezání, například posunutím ozubeného kola, tj. nástrojem, který je daleko nebo blízko středu otáčení polotovaru kola. Abychom se vyhnuli podřezání, musíme zvolit možnost Pryč od středu otáčení obrysu, jak je znázorněno vpravo níže, vychází opět celá evolventní obrysová linie?

Po posunutí ozubeného kola se ozubené kolo může otáčet bez ovlivnění a pětizubé kolo se může také otáčet příslušným posunutím.

Šroubová ozubená kola ve skutečnosti mohou také zabránit podřezání ozubených kol nebo snížit minimální počet zubů, u kterých k podřezání dochází.

Vypočítá se číslo 17. Nejde o to, že by se několik 17 ozubených kol nemohlo otáčet, ale pokud je méně než 17 zubů, je snadné během zpracování ozubeného kola odříznout část kořene ozubeného kola s obrobenou roztečí, tj. podříznout, což vede k oslabení pevnosti ozubeného kola. Pokud jde o způsob výpočtu, je to čistě matematický problém. S odkazem na výše uvedený vzorec je úhel hnětení a = 20 stupňů a minimální počet zubů bez podříznutí je 17.

Názor uživatelů internetu: Zda může být počet zubů ozubeného kola menší než 17, je otázka hodná zvážení. U standardního ozubeného kola nemůže být počet zubů menší než 17, proč? Protože když je počet zubů menší než 17, ozubené kolo bude podříznuté.

Takzvané podřezání znamená, že při řezání zubů metodou Fancheng se za určitých podmínek vrchol zubu nástroje příliš zařezává do kořene zubu ozubeného kola a evolventní profil kořene zubu se odřízne.

Fan Chengfa a Undercut 

Fanoušek Chengfa

Metoda Fan Cheng (nebo generační metoda) je metoda obrábění ozubených kol s využitím principu geometrického obalování. Po vymezení evolventního profilu zubu obou ozubených kol a úhlové rychlosti w ₁ hnacího kola, úhlová rychlost w ₂ hnaného kola lze dosáhnout záběrem dvou profilů zubů a já ₁₂ = w ₁ / w ₂ = konstantní hodnota. Protože v záběru dvou profilů zubů se obě roztečné kružnice čistě odvalují a v procesu čistého odvalování roztečné kružnice 1 po roztečné kružnici 2 bude profil zubu ozubeného kola 1 zaujímat řadu relativních poloh vůči ozubenému kolu 2 a relativní poloha této řady relativních poloh bude Obálka je profil zubu ozubeného kola 2, to znamená, že když se obě roztečné kružnice čistě odvalují, lze dva evolventní profily zubů považovat za vzájemné obálky.

fenomén podbízení

Důvod podřezání: když průsečík horní linie zubu nástroje a linie záběru překročí mezní bod záběru N1 a nástroj se dále pohybuje z polohy II, evolventní profil zubu, který byl u kořene řezán, se znovu řezá.

Důsledky podřezání: ozubená kola s výrazným podřezáním jednak oslabují ohybovou pevnost zubů ozubeného kola; Důvod podřezání: Když průsečík horní linie zubu nástroje a linie záběru překročí mezní bod záběru N1 a nástroj se dále pohybuje z polohy II, evolventní profil zubu, který byl u kořene uříznut, se znovu uřízne.

Pro nestandardní ozubená kola je méně než 17 zubů v pořádku.