Mengapa roda gigi tidak boleh memiliki kurang dari 17 gigi, apa yang terjadi jika giginya kurang?

Gear adalah suku cadang yang banyak digunakan dalam kehidupan, apakah itu penerbangan, kapal barang, mobil, dll., Itu akan digunakan. Namun, ketika roda gigi dirancang dan diproses, jumlah giginya diperlukan. Ada yang bilang kalau giginya kurang dari 17 tidak bisa diputar, ada juga yang bilang salah. Ada banyak gigi di bawah 17 gigi. Sebetulnya pernyataan-pernyataan ini benar, apakah serbuk emas tahu alasannya? Selamat datang untuk meninggalkan pesan untuk diskusi.

Mengapa jumlah gigi 17? 

Lalu kenapa 17? bukannya nomor lain? Adapun 17, ini dimulai dengan metode pemrosesan roda gigi, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, metode yang banyak digunakan adalah dengan menggunakan kompor untuk memotong.

Ketika roda gigi diproduksi dengan cara ini, ketika jumlah gigi sedikit, fenomena undercut akan terjadi, yang akan mempengaruhi kekuatan roda gigi yang diproduksi. Yang dimaksud dengan stek akar adalah pemotongan akar. . . Perhatikan kotak merah pada gambar:

Ketika perpotongan bagian atas gigi dan garis penyambungan roda gigi melebihi batas titik penyambungan dari roda gigi yang sedang dipotong, sebagian dari profil gigi involute dari akar gigi dari roda gigi yang dipotong akan terputus. Fenomena ini disebut undercutting.

Jadi kapan undercutting bisa dihindari? Jawabannya adalah 17 ini (tambahan koefisien tinggi 1, ketika sudut tekanan 20 derajat). Pertama-tama, alasan gigi dapat berputar adalah karena hubungan transmisi yang baik harus dibentuk antara gigi atas dan gigi bawah. Hanya ketika hubungan antara keduanya ada, operasinya dapat menjadi hubungan yang lancar. Ambil roda gigi involute sebagai contoh, hanya ketika kedua roda gigi menyatu dengan baik, ia dapat memainkan perannya. Secara khusus, ini dibagi menjadi dua jenis: roda gigi taji dan roda gigi heliks. Koefisien tinggi atas gigi dari roda gigi standar adalah 1, koefisien tinggi tumit gigi adalah 1,25, dan derajat sudut tekanannya harus mencapai 20 derajat. Saat roda gigi diproses, jika bibit gigi dan alatnya seperti dua roda gigi yang sama. Jika jumlah gigi embrio kurang dari nilai tertentu, sebagian akar akar gigi akan tercabut, yaitu disebut undercut. Jika undercut terlalu kecil akan mempengaruhi kekuatan dan stabilitas gigi. 17 yang disebutkan di sini adalah untuk roda gigi. Jika kita tidak berbicara tentang efisiensi kerja roda gigi, itu akan bekerja dan berjalan tidak peduli berapa banyak gigi yang ada. Selain itu, 17 adalah bilangan prima, yang berarti jumlah kebetulan dari gigi tertentu dari suatu roda gigi dan sejumlah roda gigi lain adalah yang paling sedikit di bawah sejumlah belokan tertentu, dan itu tidak akan berada pada titik ini untuk waktu yang lama ketika gaya diterapkan. Roda gigi adalah instrumen presisi. Meskipun akan ada kesalahan pada setiap gigi, kemungkinan keausan poros roda 17 terlalu besar, jadi jika 17, tidak apa-apa untuk bergerak untuk sementara dalam jangka pendek, tetapi tidak dalam jangka panjang. Tapi inilah saatnya masalah! Masih banyak gear yang kurang dari 17 gigi di pasar. Mereka masih berputar dengan baik. Ada gambar dan kebenaran!

Beberapa netizen menunjukkan bahwa, sebenarnya, jika Anda mengubah metode pemrosesan, dimungkinkan untuk membuat roda gigi involute standar dengan kurang dari 17 gigi. Tentu saja, roda gigi seperti itu juga mudah macet saat digunakan (karena gangguan roda gigi, gambar tidak dapat ditemukan, harap ambil keputusan), sehingga benar-benar tidak dapat berputar. Ada banyak solusi yang sesuai. Gear perpindahan adalah yang paling umum digunakan (dalam istilah awam, pahat dipindahkan sedikit saat memotong), dan bisa juga ada roda gigi heliks, roda gigi cycloid, dan sebagainya. Dan ada roda gigi pan-cycloid.

Sudut pandang netizen lain: Semua orang tampaknya terlalu percaya pada buku. Saya tidak tahu berapa banyak orang yang telah mempelajari roda gigi secara menyeluruh di tempat kerja. Dalam pelajaran pertama prinsip-prinsip mekanik, tidak ada akar untuk roda gigi taji yang tidak beraturan dengan lebih dari 17 gigi. Derivasi pemotongan didasarkan pada kenyataan bahwa fillet atas R dari rake face rake tool untuk pemesinan roda gigi adalah 0. Faktanya, bagaimana bisa tidak ada sudut R pada pahat dalam produksi industri? (Perlakuan panas pada pahat tanpa sudut R berarti bahwa konsentrasi tegangan pada bagian tajam mudah retak, dan mudah aus atau retak saat digunakan.) Dan bahkan jika pahat tidak memiliki sudut R undercut, jumlah gigi maksimal tidak boleh 17 gigi, sehingga digunakan 17 gigi sebagai kondisi undercut. Ini sebenarnya untuk diperdebatkan! Mari kita lihat gambar-gambar di atas.

Dapat dilihat dari gambar bahwa tidak ada perubahan yang jelas pada kurva transisi akar gigi dari 15 gigi menjadi 18 gigi ketika pahat dengan sudut R di bagian atas rake face adalah 0 untuk memproses roda gigi, jadi mengapa 17 gigi dimulai dengan gigi lurus berliku? Bagaimana dengan jumlah gigi yang undercut?

Gambar ini pasti digambar oleh mahasiswa jurusan teknik mesin dengan gigi kipas Chengyi. Terlihat bahwa besar kecilnya sudut R dari pahat mempengaruhi undercut roda gigi.

Kurva sama jarak dari episikloid ekstensi ungu bagian akar gigi pada gambar di atas adalah profil gigi setelah akar gigi di-undercut. Sejauh mana undercut dari bagian akar gigi dari suatu roda gigi mempengaruhi penggunaan? Ini ditentukan oleh pergerakan relatif dari bagian atas gigi dari roda gigi lain dan cadangan kekuatan dari akar gigi dari roda gigi. Jika bagian atas gigi dari roda gigi yang dipasangkan tidak menyatu dengan bagian undercut, kedua roda gigi tersebut dapat berputar secara normal. (Catatan: Undercut Bagiannya adalah profil gigi non-involute, profil gigi involute dan meshing profil gigi non-involute biasanya tidak terkonjugasi dalam kasus desain non-spesifik, yaitu mengganggu).  

Dapat dilihat dari gambar ini bahwa garis meshing kedua roda gigi baru saja menghapus lingkaran diameter terbesar yang berlawanan dengan kurva transisi kedua roda gigi (Catatan: bagian ungu adalah profil gigi involute, bagian kuning adalah bagian undercut , garis meshing Tidak mungkin masuk di bawah lingkaran dasar, karena tidak mungkin memiliki involute di bawah lingkaran dasar, dan titik meshing kedua roda gigi pada posisi apa pun ada di garis ini), yaitu, dua roda gigi dapat mesh biasanya sekarang. Tidak diperbolehkan dalam teknik, panjang garis meshing adalah 142,2, nilai / bagian dasar ini = derajat kebetulan.

Orang lain berkata: Pertama-tama, pertanyaan ini salah, gigi kurang dari 17 gigi tidak akan mempengaruhi penggunaan (deskripsi poin ini dalam jawaban pertama salah, tiga kondisi untuk penyambungan gigi yang benar tidak ada hubungannya lakukan dengan jumlah gigi), tetapi 17 gigi dalam beberapa kasus tertentu, akan ada pemrosesan yang tidak nyaman. Berikut ini lebih untuk menambahkan beberapa pengetahuan terkait tentang roda gigi.

Mari kita mulai dengan involute, yang merupakan jenis profil gigi gir yang paling banyak digunakan. Jadi mengapa involusi? Apa perbedaan antara garis ini dan garis lurus dan busur? Ini adalah involute seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah (di sini hanya ada involute setengah gigi).

Dalam satu kalimat, involute adalah lintasan yang dilalui oleh titik tetap dengan asumsi garis lurus dan titik tetap sebelumnya ketika garis lurus bergulir sepanjang lingkaran. Manfaatnya terlihat jelas ketika dua involute saling bertautan, seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Ketika kedua roda berputar, arah kerja gaya pada titik kontak (seperti M , M' ) selalu pada garis lurus yang sama, dan garis lurus ini tegak lurus terhadap dua permukaan kontak berbentuk involute (permukaan singgung) . Tidak akan ada "selip" dan "gesekan" di antara mereka, yang secara objektif mengurangi gesekan penyambungan roda gigi, yang tidak hanya meningkatkan efisiensi, tetapi juga memperpanjang umur roda gigi.

Tentu saja, sebagai bentuk profil gigi yang paling banyak digunakan, involute bukanlah satu-satunya pilihan kami.

Berbicara tentang “root cutting”, sebagai engineer, kita tidak hanya perlu mempertimbangkan apakah level teoritis itu layak, apakah efeknya bagus atau tidak, tetapi yang lebih penting, kita perlu menemukan cara untuk menyajikan hal-hal teoretis, yang melibatkan materi. seleksi, manufaktur, presisi, pengujian, dll dan sebagainya.

Metode pemrosesan roda gigi yang umum digunakan umumnya dibagi menjadi metode pembentukan dan metode Fan Cheng. Metode pembentukannya adalah dengan memotong langsung bentuk gigi dengan membuat alat yang sesuai dengan bentuk celah antar gigi. Ini umumnya termasuk pemotong frais, roda gerinda kupu-kupu, dll.; Metode Fan Cheng membandingkan Kompleks, kita dapat memahami bahwa dua roda gigi bertautan, salah satunya sangat keras (alat), dan yang lainnya masih dalam keadaan embrionik. Proses meshing secara bertahap bergerak dari jauh ke keadaan meshing normal. Selama proses ini pemotongan sedang menghasilkan roda gigi baru, dan mereka yang tertarik dapat belajar dari "Prinsip Mekanik".

Metode Fan Cheng banyak digunakan, tetapi ketika jumlah gigi roda gigi kecil, persimpangan garis atas gigi dan garis meshing alat akan melebihi titik batas meshing dari roda gigi yang akan dipotong, dan akar roda gigi. yang akan diproses akan disilangkan. Penghapusan, karena bagian undercut melebihi titik batas penyambungan, hal itu tidak mempengaruhi penyambungan normal roda gigi, tetapi kerugiannya adalah melemahkan kekuatan gigi roda gigi. Ketika roda gigi tersebut digunakan dalam acara tugas berat seperti gearbox, Gigi roda gigi rentan terhadap kerusakan, seperti yang ditunjukkan pada gambar setelah pemesinan normal roda gigi 2 mode 8 gigi (dengan undercut).

Dan 17 adalah batas jumlah gigi yang dihitung dalam kasus standar gigi negara saya. Roda gigi dengan jumlah gigi kurang dari 17 akan muncul “fenomena undercutting” saat menggunakan metode Fan Cheng untuk memproses secara normal. Pada saat ini, metode pemrosesan harus disesuaikan, seperti perpindahan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-mode gigi 8-gigi untuk pemrosesan perpindahan (undercut kecil).

Tentu saja, banyak dari konten yang dijelaskan di sini tidak komprehensif. Ada banyak bagian yang lebih menarik dalam permesinan, dan ada lebih banyak masalah dalam pembuatan bagian-bagian ini di bidang teknik. Bubuk emas yang tertarik mungkin ingin lebih memperhatikan.

Kesimpulan: Ke-17 gigi tersebut berasal dari metode pengolahan, dan itu juga tergantung pada metode pengolahannya. Jika metode pemrosesan roda gigi diganti atau ditingkatkan, seperti metode pembentukan dan pemrosesan perpindahan (di sini, roda gigi taji secara khusus dirujuk), tidak akan ada fenomena undercutting. Tidak ada batasan jumlah 17 gigi.

Selain itu, dari pertanyaan ini dan jawabannya, kita dapat melihat ciri disiplin mekanik – tingkat integrasi teori dan praktik yang tinggi.

Sudut Pandang Netizen: Pertama-tama, tidak benar untuk mengatakan bahwa roda gigi dengan kurang dari 17 gigi tidak dapat berputar. Mari kita perkenalkan secara singkat bagaimana jumlah 17 gigi berasal.

 Gear mengacu pada elemen mekanis yang terus-menerus menyatu dengan roda gigi di pelek untuk mentransmisikan gerakan dan tenaga. Profil gigi gir memiliki involute, arc, dll., dan gir involute banyak digunakan.

Roda gigi involute dibagi menjadi roda gigi taji/roda gigi heliks, dll. Untuk roda gigi taji standar, koefisien tinggi tambahan adalah 1, koefisien tinggi akar gigi adalah 1,25, dan sudut tekanan adalah 20°. Saat melakukan pemesinan roda gigi, metode Fan Cheng umumnya digunakan, yaitu, pergerakan pahat dan roda gigi kosong selama pemesinan seperti sepasang roda gigi yang saling bertautan. Untuk pemrosesan roda gigi standar, jika jumlah gigi kurang dari nilai tertentu, sebagian kontur involute pada akar kosong roda gigi akan digali, yang disebut undercut, seperti yang ditunjukkan di sebelah kiri di bawah, undercut akan sangat mempengaruhi kekuatan dan transmisi gigi Stabilitas , nilai minimum no undercut ini adalah 2*1/sin (20) ^ 2 (1 adalah koefisien ketinggian tambahan, 20 adalah sudut tekanan).

17 gigi di sini adalah untuk gigi pacu standar. Kita memiliki banyak cara untuk menghindari undercut, seperti perpindahan gigi, yaitu pahat jauh dari atau dekat dengan pusat putaran roda kosong. Untuk menghindari undercut, kita perlu memilih Jauh dari pusat rotasi kontur, seperti yang ditunjukkan di kanan bawah, apakah garis kontur involute lengkap keluar lagi?

Setelah roda gigi dipindahkan, roda gigi dapat diputar tanpa terpengaruh, dan roda gigi 5 gigi juga dapat diputar dengan perpindahan yang sesuai.

Bahkan, roda gigi heliks juga dapat menghindari undercut roda gigi, atau mengurangi jumlah minimum gigi di mana terjadi undercut.

Angka 17 dihitung. Bukannya beberapa 17 gigi tidak dapat berputar, tetapi jika ada kurang dari 17 gigi, mudah untuk memotong bagian dari akar gigi dengan garis spasi mesin selama pemrosesan gigi, yaitu, undercut, mengakibatkan melemahnya kekuatan roda gigi. Adapun cara menghitung, itu sepenuhnya masalah matematika. Mengacu pada rumus di atas, sudut kneading a = 20 derajat, dan jumlah gigi minimal tanpa undercut adalah 17.

Sudut pandang Netizen: Apakah jumlah gigi gear bisa kurang dari 17 adalah pertanyaan yang layak dipertimbangkan. Untuk gigi standar jumlah giginya tidak boleh kurang dari 17, kenapa? Karena bila jumlah gigi kurang dari 17, maka gigi akan undercut.

Yang disebut undercut berarti bahwa ketika memotong gigi dengan metode Fancheng, dalam kondisi tertentu, bagian atas gigi alat memotong terlalu banyak ke akar gigi roda gigi, dan profil gigi tidak rata dari akar gigi terpotong.

Fan Chengfa dan Undercut 

Fan Chengfa

Metode Fan Cheng (atau metode pembangkitan) adalah metode pemesinan roda gigi menggunakan prinsip pembungkusan geometrik. Setelah profil gigi involute dari dua roda gigi dan kecepatan sudut w ₁ dari roda penggerak diberikan, kecepatan sudut w ₂ dari roda yang digerakkan dapat diperoleh melalui penyambungan dua profil gigi, dan saya ₁₂ = w ₁ / w ₂ = nilai konstan. Karena dalam penyambungan dua profil gigi, dua lingkaran pitch murni bergulir, dan dalam proses rolling murni lingkaran pitch 1 pada lingkaran pitch 2, profil gigi roda gigi 1 akan menempati serangkaian posisi relatif terhadap roda gigi 2 , dan posisi relatif dari rangkaian posisi relatif ini adalah Selubung adalah profil gigi dari roda gigi 2, yaitu, ketika dua lingkaran pitch benar-benar menggelinding, dua profil gigi tidak berliku dapat dianggap sebagai amplop bersama.

fenomena meremehkan

Alasan terjadinya undercut: ketika perpotongan garis atas gigi pahat dan garis meshing melebihi titik batas meshing N1, dan pahat terus bergerak dari posisi II, profil gigi involute yang telah dipotong pada akar terpotong. lagi.

Konsekuensi dari undercutting: roda gigi dengan undercut parah, di satu sisi, melemahkan kekuatan lentur gigi roda gigi; Alasan terjadinya undercut: Ketika perpotongan garis atas gigi pahat dan garis meshing melebihi titik batas meshing N1, dan pahat terus bergerak dari posisi II, profil gigi involute yang telah dipotong pada akar terpotong. mati lagi.

Untuk gigi non-standar, kurang dari 17 gigi tidak masalah.