Почему шестерни не могут иметь меньше 17 зубьев, что будет, если их меньше?

Шестерня является широко используемой запчастью в быту, будь то авиация, грузовое судно, автомобиль и т.д., она будет использоваться. Однако при проектировании и обработке шестерни требуется количество ее зубьев. Кто-то говорит, что если он меньше 17 зубов, то его нельзя вращать, а кто-то говорит, что это неправильно. Есть много шестерен ниже 17 зубьев. На самом деле эти утверждения верны, золотые порошки знают почему? Добро пожаловать, чтобы оставить сообщение для обсуждения.

Почему количество зубов 17? 

Тогда почему 17? вместо других чисел? 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 количестве зубьев будет происходить явление подреза, что повлияет на прочность изготовленных шестерен. Что такое подрезание корня, так это то, что обрезается корень. . . Обратите внимание на красную рамку на рисунке:

Когда пересечение вершины зуба и линии зацепления шестерни превышает предельную точку зацепления нарезаемой шестерни, часть эвольвентного профиля зуба корня зуба нарезаемой шестерни отрезается. Это явление называется подрезкой.

Так когда же можно избежать подрезания? Ответ таков: 17 (коэффициент высоты добавления 1, когда угол давления равен 20 градусам). Во-первых, причина того, что шестерня может вращаться, заключается в том, что между верхней и нижней шестернями должна быть сформирована хорошая передаточная связь. Только когда связь между ними установлена, их работа может быть гладкой. Возьмите в качестве примера эвольвентную шестерню, только когда две шестерни хорошо зацеплены, она может играть свою роль. В частности, оно делится на два типа: прямозубые и косозубые. Коэффициент высоты вершины зуба стандартной цилиндрической шестерни равен 1, коэффициент высоты пятки зуба равен 1,25, а угол ее зацепления должен достигать 20. градусов. Когда шестерня обрабатывается, если зубной зачаток и инструмент похожи на две шестерни. называется подрезкой. Если поднутрение слишком маленькое, это повлияет на прочность и стабильность шестерни. Упомянутые здесь 17 относятся к шестерням. Если не говорить о работоспособности шестерни, то она будет работать и бегать независимо от количества зубьев. определенное количество других передач является наименьшим при определенном числе оборотов, и его не будет в этой точке в течение длительного времени при приложении усилия. Шестерни – это точные инструменты. Хотя на каждой передаче будут ошибки, вероятность износа вала 17-го колеса слишком велика, поэтому, если это 17-е, то какое-то время будет нормально двигаться в краткосрочной перспективе, но не в долгосрочной. проблема! Есть еще много передач с меньшим чем 17 зубов в продаже. Они еще хорошо крутятся. Есть картины 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, такие шестеренки также легко застревают при использовании (из-за интерференции шестерен картинка не может быть найдена, пожалуйста, решайтесь), поэтому она действительно не может вращаться. Соответствующих решений много. Чаще всего используется поршневая передача (говоря простым языком, инструмент немного перемещается при резании), также могут быть косозубые, циклоидные и т.д. А есть панциклоидальные передачи.

Мнение другого пользователя сети: кажется, что все слишком сильно верят в книги. Я не знаю, сколько людей тщательно изучали механизмы на работе. На первом уроке основ механики нет корня для эвольвентных прямозубых шестерен с более чем 17 зубьями. Вывод сечения основан на том, что верхняя галтель R передней поверхности реечного инструмента для обработки зубчатого колеса равна 0. В самом деле, как может отсутствовать угол R в инструменте в промышленном производстве? (Термообработка инструмента без угла R означает, что концентрация напряжений в острой части легко растрескивается, и ее легко изнашивать или трескать во время использования.) И даже если инструмент не имеет подрезки под углом R, максимальное количество зубьев может не равняться 17 зубьям, поэтому 17 зубьев используются в качестве условия поднутрения. Это на самом деле для обсуждения! Давайте посмотрим на картинки выше.

Из рисунка видно, что нет очевидного изменения кривой перехода корня зуба от 15 зубьев к 18 зубьям, когда инструмент с углом R в верхней части передней поверхности равен 0 для обработки зубчатого колеса, так почему 17 зуб, начинающийся с эвольвентного прямого зуба? А как насчет количества зубов, которые подрезаются?

Эта картина, должно быть, была нарисована студентами, изучающими машиностроение, с помощью шестеренчатого вентилятора Chengyi. Видно, что величина угла R инструмента влияет на подрез зубчатого колеса.

Эквидистантная кривая пурпурной эпициклоиды удлинения части корня зуба на приведенном выше рисунке представляет собой профиль зуба после подрезки корня зуба. В какой степени подрез части корня зуба шестерни влияет на использование? Это определяется относительным перемещением вершины зуба другой шестерни и запасом прочности корня зуба шестерни. Если вершина зуба парной шестерни не входит в зацепление с выточкой, обе шестерни могут нормально вращаться. (Примечание: часть поднутрения представляет собой неэвольвентный профиль зуба, эвольвентный профиль зуба и зацепление неэвольвентного профиля зуба обычно не сопряжены в случае неспецифической конструкции, то есть мешают).  

На этом рисунке видно, что линия зацепления двух шестерен только что стерла окружность наибольшего диаметра, противоположную переходной кривой двух шестерен (Примечание: фиолетовая часть — это эвольвентный профиль зуба, желтая часть — это подрезанная часть). , линию зацепления нельзя ввести ниже базовой окружности, потому что невозможно иметь эвольвенту ниже базовой окружности, а точка зацепления двух шестерен в любом положении находится на этой линии), то есть две шестерни может нормально сцепиться только сейчас. В технике не допускается, длина линии сетки 142,2, это значение / базовое сечение = степень совпадения.

Кто-то еще сказал: Во-первых, этот вопрос неверен, шестерня менее 17 зубьев не повлияет на использование (описание этого пункта в первом ответе неверно, три условия правильного зацепления шестерни не имеют ничего общего с делать с количеством зубьев), но 17 зубьев в определенном В некоторых специфических случаях будет неудобная обработка. Вот еще, чтобы добавить некоторые связанные знания о шестернях.

Начнем с эвольвенты, которая является наиболее широко используемым типом профиля зуба шестерни. Так почему же эвольвента? Чем эта линия отличается от прямой и дуги? Это эвольвента, как показано на рисунке ниже (здесь только эвольвента из половины зуба).

В одном предложении эвольвента - это траектория, пройденная фиксированной точкой, предполагающая прямую линию и ее предыдущую фиксированную точку, когда прямая катится по окружности. Его преимущества очевидны, когда две эвольвенты зацепляются друг с другом, как показано ниже.

Когда два колеса вращаются, направление действия силы в точке контакта (например, M, M') всегда находится на одной и той же прямой линии, и эта прямая линия перпендикулярна двум эвольвентным контактным поверхностям (касательным поверхностям). . Между ними не будет «проскальзывания» и «трения», что объективно снижает трение зацепления зубчатых колес, что не только повышает КПД, но и продлевает срок службы зубчатых колес.

Конечно, как наиболее широко используемая форма профиля зуба, эвольвента — не единственный выбор.

Говоря о «вырезании корней», мы как инженеры должны не только рассмотреть, осуществим ли теоретический уровень, хороший эффект или нет, но, что более важно, нам нужно найти способ представить теоретические вещи, которые включают в себя материал. выбор, производство, точность, тестирование и т. д. и т. д.

Обычно используемые методы обработки зубчатых колес обычно делятся на метод формования и метод Fan Cheng. 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 Fan Cheng сравнивает Комплекс, мы можем понять, что две шестерни входят в зацепление, одна из которых очень твердая (инструмент), а другая все еще находится в зачаточном состоянии. Процесс создания сетки постепенно переходит от далекого к нормальному состоянию сетки. В ходе этого процесса при средней резке получаются новые шестерни, а желающие могут изучить «Основы механики».

Метод Fan Cheng широко используется, но когда количество зубьев шестерни невелико, пересечение верхней линии зуба и линии зацепления инструмента будет превышать предельную точку зацепления разрезаемой шестерни, а корень шестерни для обработки будут пересечены. Удаление, так как подрезанная часть превышает предельную точку зацепления, не влияет на нормальное зацепление шестерен, но недостатком является то, что ослабляется прочность зубьев шестерни. Когда такие шестерни используются в тяжелых условиях, таких как коробки передач, зубья шестерни склонны к поломке, как показано на рисунке, после обычной обработки 2-режимной 8-зубчатой шестерни (с поднутрением).

А 17 — это предельное количество зубьев, рассчитанное в случае стандарта шестерен моей страны. Шестерни с числом зубьев менее 17 будут проявляться как «феномен подрезания» при использовании метода Fan Cheng для нормальной обработки. В это время следует скорректировать метод обработки, такой как смещение, как показано на рисунке 2-режим 8-зубчатой шестерни для обработки смещения (небольшая подрезка).

Конечно, многое из описанного здесь содержания не является исчерпывающим. В машинах есть еще много интересных деталей, и в машиностроении больше проблем с изготовлением этих деталей. Заинтересованный золотой порошок может пожелать уделить больше внимания.

Вывод: 17 зубов исходят от метода обработки, и это также зависит от метода обработки. Если метод обработки зубчатого колеса заменен или улучшен, например, метод формования и обработка смещения (здесь конкретно упоминается цилиндрическое зубчатое колесо), явления подрезания не будет. Нет ограничения на количество 17 зубов.

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, неверно говорить, что шестерни с менее чем 17 зубьями не могут вращаться. Кратко представим, как появилось число 17 зубов.

 Шестерня относится к механическому элементу, который постоянно входит в зацепление с шестернями на ободе для передачи движения и мощности. Профиль зуба шестерни имеет эвольвентный, дуговой и т. Д., И широко используются эвольвентные зубчатые колеса.

Эвольвентные зубчатые колеса делятся на прямозубые/косозубые и т. д. Для стандартных прямозубых зубчатых колес коэффициент высоты надстройки равен 1, коэффициент высоты основания зуба равен 1,25, а угол давления равен 20°. При обработке зубчатых колес обычно используется метод Fan Cheng, 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 число зубьев меньше определенного значения, будет выкапываться часть эвольвентного контура у корня заготовки зубчатого колеса, что называется поднутрением, как показано слева внизу, поднутрением будет серьезно влияет на прочность и передачу зубчатого колеса Стабильность, минимальное значение этого отсутствия подреза составляет 2*1/sin (20) ^ 2 (1 — коэффициент высоты добавления, 20 — угол давления).

17 зубьев здесь предназначены для стандартных прямозубых шестерен. У нас есть много способов избежать поднутрений, таких как смещение зубчатого колеса, то есть инструмент находится далеко или близко к центру вращения колесной заготовки. Чтобы избежать подрезов, нам нужно выбрать Вдали от центра вращения контура, как показано справа внизу, выходит ли снова полная эвольвентная линия контура?

После того, как шестерня смещена, шестерня может вращаться без воздействия, и шестерня с 5 зубьями также может вращаться за счет соответствующего смещения.

Фактически, косозубые зубчатые колеса также могут избежать поднутрений или уменьшить минимальное количество зубьев, на которых происходят поднутрения.

Вычислено число 17. Дело не в том, что несколько 17 шестерен не могут провернуться, но если зубьев меньше 17, то легко срезать часть корня шестерни с выточенной промежутковой линией при обработке шестерни, то есть подрезать, что приводит к ослаблению прочности зубчатого колеса. Что касается того, как рассчитать, это полностью математическая проблема. Ссылаясь на приведенную выше формулу, угол разминания а = 20 градусов, а минимальное количество зубьев без подрезки равно 17.

Точка зрения пользователя сети: может ли число зубьев шестерни быть меньше 17 — это вопрос, достойный рассмотрения. Для стандартной шестерни количество зубьев не может быть меньше 17, почему? Потому что, когда количество зубьев меньше 17, шестерня будет недорезана.

Так называемый подрез означает, что при нарезании зубьев методом Фаньчэн при определенных условиях вершина зуба инструмента слишком сильно врезается в корень зуба шестерни, и эвольвентный профиль зуба корня зуба срезается.

Фан Ченфа и Андеркат 

Фан Ченгфа

Метод Fan Cheng (или метод генерации) — это метод обработки зубчатых колес с использованием геометрического принципа огибающей. После эвольвентного профиля зуба двух шестерен и угловой скорости ш ₁ ведущего колеса, угловая скорость w ₂ ведомого колеса можно получить зацеплением двух профилей зубьев, и я ₁₂ = ш ₁ / ш ₂ = постоянное значение. Поскольку в зацеплении двух профилей зубьев две делительные окружности являются чисто катящимися, а в процессе чистой прокатки делительной окружности 1 по делительной окружности 2 профиль зуба шестерни 1 будет занимать ряд положений относительно шестерни 2. , и относительное положение этой серии относительных положений будет Огибающая - это профиль зуба шестерни 2, то есть, когда две делительные окружности являются чисто катящимися, два эвольвентных профиля зуба можно рассматривать как взаимные огибающие.

феномен подрезки

Причина подрезки: когда пересечение верхней линии зуба инструмента и линии зацепления превышает предельную точку зацепления N1, а инструмент продолжает движение из положения II, эвольвентный профиль зуба, который был прорезан в корне, срезается опять таки.

Последствия подрезки: шестерни с сильными подрезами, с одной стороны, ослабляют прочность на изгиб зубьев шестерни; Причина поднутрения: Когда пересечение верхней линии зуба инструмента и линии зацепления превышает предельную точку зацепления N1, а инструмент продолжает двигаться из положения II, эвольвентный профиль зуба, который был прорезан у корня, обрезается. снова выключен.

Для нестандартных шестерен подойдет меньше 17 зубьев.