Uitrusting is een soort reserveonderdeel dat veel wordt gebruikt in het leven, of het nu gaat om luchtvaart, vrachtschepen, auto's enzovoort. Wanneer het tandwiel echter wordt ontworpen en verwerkt, is het aantal tanden vereist. Sommige mensen zeggen dat als het lager is dan 17 tanden, het niet kan draaien, en sommige mensen zeggen dat het verkeerd is. Versnellingen onder de 17 tanden zijn er in overvloed. In feite zijn deze uitspraken allemaal correct. Weten goudfans waarom? Welkom om een bericht achter te laten om te bespreken.
Waarom is het aantal tanden 17?
Dus waarom 17? In plaats van andere nummers? Wat betreft 17, dit begint met de verwerkingsmethode van het tandwiel, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, een veel gebruikte methode is om een kookplaat te gebruiken om te snijden.
Wanneer op deze manier tandwielen worden vervaardigd, wanneer het aantal tanden klein is, treedt ondersnijding op, wat de sterkte van de vervaardigde tandwielen beïnvloedt. Wat ondersnijden is, betekent dat de wortel is doorgesneden. . . Let op het rode vak in de afbeelding:
afbeelding
Wanneer het snijpunt van de tandtop van het tandwiel en de ingrijpingslijn het grensingrijpingspunt van het uitgesneden tandwiel overschrijdt, wordt een deel van het ingewikkelde tandprofiel van de tandwortel van het uitgesneden tandwiel afgesneden. Dit fenomeen wordt onderbieding genoemd.
Dus wanneer kan onderbieding worden vermeden? Het antwoord is dit 17 (wanneer de hoogtecoëfficiënt van het addendum 1 is en de drukhoek 20 graden).
Allereerst is de reden waarom de tandwielen kunnen draaien, dat er een paar goede overbrengingsrelaties moeten worden gevormd tussen het bovenste tandwiel en het onderste tandwiel. Alleen als de verbinding tussen de twee aanwezig is, kan de werking ervan een stabiele relatie zijn. Als we bijvoorbeeld ingewikkelde tandwielen nemen, kunnen twee tandwielen alleen hun rol spelen als ze goed in elkaar grijpen. Concreet zijn ze onderverdeeld in twee typen: rechte tandwielen en schuine tandwielen.
Voor een standaard tandwiel is de coëfficiënt van de addendumhoogte 1 en de coëfficiënt van de tandhielhoogte 1,25, en de drukhoek moet 20 graden bedragen. Wanneer het tandwiel wordt verwerkt, als de tandbasis en het gereedschap als twee tandwielen hetzelfde zijn.
Als het aantal tanden van het embryo kleiner is dan een bepaalde waarde, wordt een deel van de wortel van de tandwortel uitgegraven, dit wordt ondersnijden genoemd. Als de onderbieding klein is, heeft dit invloed op de sterkte en stabiliteit van het tandwiel. De 17 die hier worden genoemd, zijn voor versnellingen. Als we het niet hebben over de werkefficiëntie van de tandwielen, zal het werken ongeacht hoeveel tanden er zijn.
Bovendien is 17 een priemgetal, dat wil zeggen dat het aantal overlappingen tussen een bepaalde tand van een tandwiel en andere tandwielen het minst is bij een bepaald aantal omwentelingen, en het zal niet lang op dit punt blijven wanneer de kracht wordt uitgeoefend. Tandwielen zijn precisie-instrumenten. Hoewel er fouten zullen zijn bij elke versnelling, is de kans op wielasslijtage bij 17 te groot, dus als het 17 is, is het voor een korte tijd goed, maar het zal lange tijd niet werken.
Maar hier komt het probleem! Er zijn nog steeds veel tandwielen met minder dan 17 tanden op de markt, maar ze draaien nog steeds goed, er zijn foto's en de waarheid!
Sommige netizens wezen erop dat het in feite mogelijk is om standaard ingewikkelde tandwielen met minder dan 17 tanden te maken als u de verwerkingsmethode verandert. Natuurlijk kan zo'n tandwiel ook gemakkelijk vast komen te zitten (door storing in het tandwiel kan ik de foto niet vinden, neem een beslissing), dus het kan echt niet draaien. Er zijn ook veel overeenkomstige oplossingen, en de schakelende versnelling is de meest gebruikte (in termen van de leek is dit om het gereedschap weg te bewegen tijdens het snijden), en er zijn ook schuine tandwielen, cycloïdale tandwielen, enz. Dan is er de pancycloïde versnelling.
Het standpunt van een andere internetgebruiker: iedereen lijkt te veel in boeken te geloven. Ik weet niet hoeveel mensen versnellingen op het werk grondig hebben bestudeerd. In de les van mechanische principes is er geen oorzaak voor ingewikkelde rechte tandwielen met meer dan 17 tanden. De afleiding van snijden is gebaseerd op het feit dat de bovenste afronding R van het spaanvlak van het tandheugelgereedschap voor het verwerken van tandwielen 0 is, maar hoe kunnen gereedschappen in industriële productie in feite geen R-hoek hebben? (Zonder warmtebehandeling van het R-hoekgereedschap is de spanningsconcentratie van het scherpe onderdeel gemakkelijk te kraken en is het gemakkelijk te dragen of te barsten tijdens gebruik) en zelfs als het gereedschap geen R-hoekondersnijding heeft, is het maximale aantal tanden mogelijk niet 17 tanden, dus 17 tanden wordt gebruikt als ondersnijding. Sterker nog, het staat open voor discussie!
Uit de afbeelding blijkt dat wanneer het tandwiel wordt bewerkt met een gereedschap met een R-hoek van 0 aan de bovenkant van het spaanvlak, de overgangscurve van de 15e tand naar de 18e tand niet significant verandert, dus waarom wordt er gezegd dat de 17e tand begint met een ingewikkelde rechte tand? Hoe zit het met het aantal tanden dat ondersnijdt?
De equidistante curve van de paarse verlengde epicycloïde in het wortelgedeelte van de bovenstaande afbeelding is het tandprofiel na het doorsnijden van de wortel. Hoe ver zal het wortelgedeelte van een tandwiel worden ondergraven om het gebruik ervan te beïnvloeden? Dit wordt bepaald door de relatieve beweging van de tandtop van het andere tandwiel en de krachtreserve van de tandwortel van het tandwiel. Als de tandtop van het bijpassende tandwiel niet in ingrijping komt met het ondersneden deel, kunnen de twee tandwielen normaal roteren (Opmerking: het ondersnijdingsdeel ervan is een niet-ingewikkeld tandprofiel en de ingrijping van een ingewikkeld tandprofiel en een niet-ingewikkeld tandprofiel). ingewikkeld tandprofiel wordt meestal niet geconjugeerd in het geval van een niet-specifiek ontwerp, dat wil zeggen om te interfereren).
Op deze foto is te zien dat de in elkaar grijpende lijn van de twee tandwielen zojuist de cirkel met maximale diameter heeft weggevaagd tegenover de overgangscurve van de twee tandwielen (Opmerking: het paarse deel is het ingewikkelde tandprofiel, het gele deel is de ondersnijding deel, de in elkaar grijpende lijn Het is onmogelijk om onder de basiscirkel binnen te gaan, omdat er geen ingewikkelde lijn is onder de basiscirkel en de in elkaar grijpende punten van de twee tandwielen op elke positie allemaal op deze lijn liggen), dat wil zeggen, de twee tandwielen kunnen gewoon normaal mesh, dit is natuurlijk niet toegestaan in engineering, de lengte van de mesh-lijn is 142,2, deze waarde/basissectie=coïncidentiegraad.
Anderen zeiden: Ten eerste is de instelling van deze vraag verkeerd. Tandwielen met minder dan 17 tanden hebben geen invloed op het gebruik (de beschrijving van dit punt in het eerste antwoord is fout en de drie voorwaarden voor het correct in elkaar grijpen van tandwielen hebben niets te maken met het aantal tanden), maar 17 tanden in een zeker In sommige specifieke gevallen zal het onhandig zijn om te verwerken, hier is meer om wat kennis over versnellingen aan te vullen.
Laat me het eerst hebben over de ingewikkelde, de ingewikkelde is het meest gebruikte type tandprofiel. Dus waarom een ingewikkelde? Wat is het verschil tussen deze lijn en rechte lijn en boog? Zoals te zien is in de onderstaande afbeelding, is het een ingewikkelde (hier is er maar een helft van een ingewikkelde tand).
afbeelding
Om het in één woord uit te drukken, de ingewikkelde is om een rechte lijn en een vast punt erop aan te nemen, wanneer de rechte lijn langs een cirkel rolt, de baan van het vaste punt. De voordelen liggen voor de hand wanneer twee ingewikkelde elementen in elkaar grijpen, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
afbeelding
Wanneer de twee wielen draaien, is de werkende richting van de kracht op het contactpunt (zoals M , M' ) altijd op dezelfde rechte lijn, en deze rechte lijn wordt loodrecht gehouden op de twee ingewikkeld gevormde contactoppervlakken (raakvlakken ). Vanwege de verticaliteit zullen ze geen "slip" en "wrijving" tussen hen zijn, wat objectief de wrijvingskracht van het tandwielgaas vermindert, wat niet alleen de efficiëntie kan verbeteren, maar ook de levensduur van het tandwiel kan verlengen.
Natuurlijk, als de meest gebruikte vorm van tandprofiel - ingewikkeld, is het niet onze enige keuze.
Naast "onderbieden", moeten we als ingenieurs niet alleen overwegen of het op theoretisch niveau haalbaar is en of het effect goed is, maar wat nog belangrijker is, we moeten een manier vinden om de theoretische dingen naar voren te laten komen, wat een materiaalkeuze inhoudt , productie, precisie, testen, enz. En ga zo maar door.
De veelgebruikte verwerkingsmethoden voor tandwielen zijn over het algemeen onderverdeeld in de vormmethode en de waaiervormmethode. De vormingsmethode is om de tandvorm direct uit te snijden door een gereedschap te vervaardigen dat overeenkomt met de vorm van de opening tussen de tanden. Dit omvat over het algemeen frezen, vlinderslijpstenen, enz.; Fan Cheng-methode vergelijkt Ingewikkeld, je kunt begrijpen dat twee versnellingen in elkaar grijpen, waarvan er één erg hard is (mes) en de andere nog steeds in een ruwe staat verkeert. Het meshing-proces gaat geleidelijk over van een lange afstand naar een normale meshing-status. In dit proces worden nieuwe tandwielen geproduceerd door middel van medium snijden. Als u geïnteresseerd bent, kunt u de "Principles of Mechanics" vinden om in detail te leren.
Fancheng-methode wordt veel gebruikt, maar wanneer het aantal tandwieltanden klein is, zal het snijpunt van de addendumlijn van het gereedschap en de in elkaar grijpende lijn het ingrijpingslimietpunt van het uitgesneden tandwiel overschrijden en de wortel van het te verwerken tandwiel zal over Snijden zijn, omdat het ondersneden deel het ingrijpingslimietpunt overschrijdt, heeft dit geen invloed op de normale ingrijping van de tandwielen, maar het nadeel is dat het de sterkte van de tanden verzwakt. Wanneer dergelijke tandwielen worden gebruikt in zware gelegenheden zoals versnellingsbakken, is het gemakkelijk om de tandwieltanden te breken. De afbeelding toont het model van het 2-stans 8-tandwiel na normale verwerking (met ondersnijding).
afbeelding
En 17 is het limietaantal tanden berekend onder de versnellingsnorm van ons land. Het tandwiel met een aantal tanden van minder dan 17 zal een "onderbiedingsfenomeen" lijken wanneer het normaal wordt verwerkt volgens de Fancheng-methode. Op dit moment moet de verwerkingsmethode worden aangepast, zoals verplaatsing, zoals weergegeven in de afbeelding 2-matrijs 8-tandwiel bewerkt voor indexering (kleine ondersnijding).
afbeelding
Natuurlijk is veel van de hier beschreven inhoud niet volledig. Er zijn veel meer interessante onderdelen in de machine en er zijn meer problemen bij het vervaardigen van deze onderdelen in het project. Geïnteresseerde goudfans willen misschien beter opletten.
Conclusie: De 17 tanden komen van de verwerkingsmethode en het hangt ook af van de verwerkingsmethode. Als de verwerkingsmethode van het tandwiel wordt vervangen of verbeterd, zoals de vormingsmethode en verplaatsingsverwerking (hier verwijst specifiek naar het rechte tandwiel), zal het ondersnijdingsverschijnsel niet optreden en is er geen probleem met het limietaantal van 17 tanden.
Bovendien kunnen we uit deze vraag en het antwoord een kenmerk van de mechanische discipline opmaken - een hoge mate van integratie van theorie en praktijk.
Het standpunt van Netizen: Allereerst is het onjuist om te zeggen dat een tandwiel met minder dan 17 tanden niet kan draaien. Laten we even kort voorstellen waar het aantal van 17 tanden vandaan komt.
afbeelding
Een tandwiel verwijst naar een mechanisch element met tandwielen op de velg die continu in elkaar grijpen om beweging en kracht over te brengen. Het tandprofiel van het tandwiel heeft een ingewikkelde vorm, een boogvorm, enz., En het ingewikkelde tandwiel wordt veel gebruikt.
Evolute tandwielen zijn onderverdeeld in rechte tandwielen/spiraalvormige rechte tandwielen, enz. Voor standaard rechte tandwielen is de hoogtecoëfficiënt van het addendum 1, de hoogtecoëfficiënt van het voetstuk is 1,25 en de drukhoek is 20 graden. De waaiervormingsmethode wordt over het algemeen gebruikt bij het bewerken van tandwielen, dat wil zeggen dat de beweging van het gereedschap en het onbewerkte tandwiel tijdens het bewerken is als een paar tandwielen die in elkaar grijpen. Voor standaard tandwielverwerking, als het aantal tanden kleiner is dan een bepaalde waarde, zal een deel van het ingewikkelde profiel aan de wortel van de tandvorm worden uitgegraven, wat ondersnijden wordt genoemd, zoals weergegeven in de linker figuur hieronder, ondersnijden zal ernstig zijn invloed op de sterkte en overbrenging van de versnelling De stationairheid, de minimumwaarde zonder onderbieding is 2 * 1 / sin (20) ^ 2 (1 is de addendumhoogtecoëfficiënt, 20 is de drukhoek).
De 17 tanden hier zijn voor standaard rechte tandwielen. We hebben veel manieren om ondersnijding te voorkomen, zoals tandwielverplaatsing, dat wil zeggen, het gereedschap is ver weg van of dichtbij het rotatiecentrum van het onafgewerkte wiel. Om ondersnijding te voorkomen, moeten we hier Ver weg van het rotatiecentrum van de contour kiezen, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding rechts, komt de volledige ingewikkelde contourlijn er weer uit?
afbeelding
Nadat het tandwiel is geschakeld, kan het tandwiel weer draaien zonder dat dit wordt beïnvloed, en het tandwiel met 5 tanden kan ook draaien door de juiste verplaatsing.
Spiraalvormige tandwielen kunnen in feite ook ondersnijding van tandwielen voorkomen, of de minimale tandwaarde voor ondersnijding verminderen.
afbeelding
Het getal 17 wordt berekend. Het betekent niet dat een klein aantal van 17 tandwielen niet kan draaien, maar als er minder dan 17 tanden zijn, is het gemakkelijk om een deel van de tandwortel af te snijden met de machinaal uit elkaar geplaatste lijn tijdens de tandwielverwerking, dat wil zeggen ondersnijden, resulterend in verzwakte versnellingssterkte. Wat betreft hoe te berekenen, het is volledig een wiskundig probleem. Verwijzend naar de bovenstaande formule, is de kneedhoek a=20 graden en het minimum aantal tanden zonder ondersnijding is 17.
Het standpunt van Netizen: of het aantal tanden van het tandwiel minder dan 17 kan zijn, is een vraag die het overwegen waard is. Voor standaard tandwielen kan het aantal tanden echt niet minder zijn dan 17, waarom? Want als het aantal tanden minder is dan 17, zal het tandwiel ondersnijden.
De zogenaamde ondersnijding betekent dat onder bepaalde omstandigheden, onder bepaalde omstandigheden, de tandtop van het gereedschap teveel in de wortel van de tandwieltand snijdt en een deel van het ingewikkelde tandprofiel van de tandwortel afsnijdt.
afbeelding
Fan Chengfa en Undercut
afbeelding
Fan Chengfa
Fancheng-methode (of generatiemethode genoemd) is een methode voor het bewerken van tandwielen met behulp van het omhullende principe in geometrie. Nadat het ingewikkelde tandprofiel van de twee tandwielen en de hoeksnelheid w1 van het aangedreven wiel zijn gegeven, kan de hoeksnelheid w2 van het aangedreven wiel worden verkregen door de twee tandprofielen in elkaar te laten grijpen, en i12=w1/ w2=vaste waarde. Omdat bij het in elkaar grijpen van twee tandprofielen de twee steekcirkels puur rollen, en tijdens het proces van puur rollen van steekcirkel 1 op steekcirkel 2, zal het tandprofiel van tandwiel 1 een reeks relatieve posities innemen ten opzichte van tandwiel 2, en de reeks relatieve posities. Het omhulsel is het tandprofiel van tandwiel 2, dat wil zeggen, wanneer de twee steekcirkels zuiver rollen, kunnen de twee ingewikkelde tandprofielen worden beschouwd als wederzijdse omhulsels.
Onderbieden
Redenen voor ondersnijding: Wanneer het snijpunt van de gereedschapsaddendumlijn en de meshing-lijn het meshing-limietpunt N1 overschrijdt, en het gereedschap blijft bewegen vanuit positie II, wordt een deel van het ingewikkelde tandprofiel dat bij de wortel is doorgesneden, doorgesneden uit.
Gevolgen van onderbieding: tandwielen met ernstige onderbieding zullen enerzijds de buigsterkte van tandwieltanden verzwakken; aan de andere kant zal het de passing van de tandwieloverbrenging verminderen, wat zeer ongunstig is voor de overbrenging. Redenen voor ondersnijding: Wanneer het snijpunt van de gereedschapsaddendumlijn en de meshing-lijn het meshing-limietpunt N1 overschrijdt, en het gereedschap blijft bewegen vanuit positie II, wordt een deel van het ingewikkelde tandprofiel dat bij de wortel is doorgesneden, doorgesneden uit.
Voor niet-standaard tandwielen zijn minder dan 17 tanden prima.
