Miért nem lehet a fogaskerekeknek 17-nél kevesebb foga, mi van, ha hiányzik?

A felszerelés széles körben használt alkatrész a mindennapi életben, függetlenül attól, hogy használják a repülésben, teherhajókban, autókban stb. A fogaskerekek tervezése és feldolgozása során azonban követelmények vonatkoznak a fogaskerekek számára. Vannak, akik azt mondják, hogy ha kevesebb, mint 17 fog, akkor nem tud forogni, míg mások azt állítják, hogy ez nem helyes. A 17-nél kisebb fogaskerekek mindenhol megtalálhatók, és mindenki állítása helyes. Tudod miért?
Miért 17? És nem más számok? Ami a 17-et illeti, a fogaskerekek megmunkálási módszerével kezdődik, amint az az alábbi ábrán látható. Az egyik széles körben használt módszer a vágás főzőlap használata.

A fogaskerekek ilyen módon történő gyártása során, amikor a fogak száma kicsi, gyökérvágás történik, ami befolyásolja a gyártott fogaskerekek szilárdságát. Mi a gyökérvágás, az azt jelenti, hogy a gyökeret levágták... Ügyeljen az ábrán látható piros dobozra:

Ha a fogaskerék foghegye és a hálóvonal metszéspontja meghaladja a vágandó fogaskerék kapcsolódási pontjának határát, a vágandó fogaskerék foggyökér evolvens fogprofiljának egy része levágódik, amit gyökérnek nevezünk. vágás.

Tehát milyen körülmények között kerülhető el a gyökérvágás? A válasz ez a 17 (amikor a fog felső magassági együtthatója 1 és a nyomásszög 20 fok).
Először is, a fogaskerék foroghat, mert jó átviteli kapcsolatot kell kialakítani a felső és az alsó sebességfokozat között. Csak akkor lehet zökkenőmentes a kapcsolat, ha a kettő között a kapcsolat megvan. Példaként tekintve az evolvens fogaskerekekre, csak akkor tudják betölteni a szerepüket, ha két fogaskerék jól illeszkedik egymáshoz, amelyeket tovább lehet osztani két típusra: homlokhengeres fogaskerekekre és hengeres hengeres fogaskerekekre.
A szabványos homlokkerekes fogaskerekek együtthatója egy a fog tetejére, 1,25 a fogsarok magasságára, és a nyomási szögnek el kell érnie a 20 fokot. A fogaskerekek megmunkálásánál, ha két fogaskerék van a fogaslemez és a szerszám között, az két fogaskeréknek fog kinézni.
Ha az embrióban lévő fogak száma egy meghatározott értéknél kisebb, akkor a fog gyökerének egy része kiásódik, amit gyökérvágásnak nevezünk. Ha a gyökérvágás túl kicsi, az befolyásolja a fogaskerék szilárdságát és stabilitását. Az itt említett 17 a fogaskerekekre vonatkozik. Ha nem a fogaskerekek működési hatékonyságáról beszélünk, akkor attól függetlenül működnek és járnak, hogy hány foguk van.
Ráadásul a 17 egy prímszám, ami azt jelenti, hogy egy fogaskerék egyik foga egy bizonyos fordulatszámnál a legkevesebb egybeesést okoz egy másik fogaskerékkel, így nem marad sokáig ezen a ponton, ha erőhatásnak vetik alá. A fogaskerekek a precíziós műszerek közé tartoznak. Bár minden sebességfokozatnál előfordulhatnak hibák, a 17 okozta tengelykopás valószínűsége túl nagy. Ezért ha 17 éves, akkor rövid távon oké, ha egy ideig költözünk, de hosszú távon nem.
De itt jön a probléma! Még mindig sok 17-nél kevesebb fogas fogaskerék van a piacon, amelyek még mindig jól forognak. Vannak képek és igazságok!

Egyes netezők rámutattak arra, hogy ha más feldolgozási módszert alkalmaznak, akkor 17-nél kevesebb fogas szabványos evolúciós fogaskerekeket lehet gyártani. Természetesen az ilyen fogaskerekek is nagyon könnyen elakadhatnak használat közben (a hajtómű interferencia miatt nem található a kép, kérlek jól gondold át), így tényleg nem tudnak forogni. Számos megfelelő megoldás is létezik, ezek között a leggyakrabban használt a módosított fogaskerék (a vágás során laikus szóval a vágószerszám kicsit távolabb kerül), és lehetnek csigafogaskerekek, cikloid fogaskerekek stb. Egy másik dolog a cikloidális fogaskerék.
Egy másik netező nézőpontja: Úgy tűnik, az emberek még mindig túl sokat hisznek a könyvekben. Nem tudom, hányan tanulmányozták alaposan a fogaskerekeket munkájuk során. A Mechanikai alapelvek során annak az elvnek a levezetése, hogy a 17-nél több fogú evolvens homlokkerekek nem okoznak gyökérvágást, azon alapul, hogy a fogaskerekek megmunkálására szolgáló fogasléces szerszám elülső forgácsolófelületének R felső szelvénye { {1}}. A valóságban azonban hogyan lehet, hogy az ipari gyártószerszámoknak nincs R szöge? Az R-szög nélküli vágószerszámok hőkezelése hajlamos a feszültségkoncentrációra és az éles részek repedésére, ami használat közben kopást vagy repedést okozhat. Sőt, még ha a szerszámnak nincs is R-szögű gyökérvágása, előfordulhat, hogy a maximális fogszám nem lehet 17 fog. Ezért az az állítás, hogy a 17 fog gyökérvágási feltétel, valójában vitára bocsátható! Nézzük meg a fenti képeket.

A grafikonon látható, hogy a foggyökér átmeneti görbéjében nincs jelentős változás 15-ről 18 fogra, ha a fogaskerekeket olyan szerszámmal megmunkálják, amelynek a gereblye felületén az R felső szöge 0. Miért mondják tehát, hogy 17 fog az a fogak száma, amelyek evolvens egyenes fogaként kezdenek gyökérvágáson menni?

Ezt a képet minden bizonnyal gépészmérnök szakos hallgatók rajzolták fogaskerék generátor segítségével, és látható, hogy a szerszám R szögének nagysága befolyásolja a fogaskerékgyökér forgácsolását.

A fenti ábrán a fog gyökerénél lévő lila kiterjesztett epicikloid egyenlő távolságra lévő görbéje a gyökérvágás utáni fogprofil. Milyen mértékben lesz elvágva a fogaskerék gyökere, és milyen mértékben befolyásolja a használatát? Ezt egy másik fogaskerék foghegyének relatív mozgása és a fogaskerék foggyökerének szilárdsági tartaléka határozza meg. Ha a páros fogaskerék foghegye nem illeszkedik a gyökérmetszett részhez, akkor ez a két fogaskerék normálisan tud forogni.

Ezen a grafikonon jól látható, hogy ennek a két fogaskerekes fogaskerekű fogaskerekű kapcsolóvonalai éppen a két fogaskerék átmeneti görbéjének maximális átmérőjű körét súrolják (megjegyzés: a lila rész az evolvens fogprofil, a sárga rész a gyökérvágás rész, és az összekötő vonal nem léphet be az alapkör alá, mert az alapkör alatt nincs evolúció, és a két fogaskerék kapcsolódási pontjai bármely pozícióban ezen a vonalon vannak), ami azt jelenti, hogy ez a két fogaskerék normálisan tud kapcsolódni, Természetesen ez a mérnöki munkában nem megengedett. Az összekötő vonal hossza 142,2, és ez az érték/alapcsomópont=átfedésben van.
Vannak, akik azt is mondják, hogy ez a kérdés helytelen. A 17-nél kevesebb fogas fogaskerék nem befolyásolja a használatát (ennek a pontnak a leírása az első válaszban hibás, és a fogaskerekek helyes összekapcsolásának három feltétele nem kapcsolódik a fogak számához). A 17 fog azonban bizonyos helyzetekben kényelmetlenséget okozhat a feldolgozás során. Itt további információk kerülnek be a fogaskerekekről.
Először beszéljünk az involutumról, amely a fogaskerekek fogprofiljának legszélesebb körben használt típusa. Akkor miért evolúció? Mi a különbség ez a vonal és az egyenesek és ívek között? Amint az alábbi ábrán látható, ez egy evolvens (itt csak egy félfog evolvens).

Más szavakkal, az evolúció az a pálya, amelyet egy egyenes fix pontja halad meg, miközben az egy kör mentén gördül. Előnyei nyilvánvalóak, amint az a következő ábrán látható, amikor két evolúció összeér egymással.

Amikor két kerék forog, az érintkezési pontra ható erő iránya (például M, M') mindig ugyanazon az egyenesen van, és ez az egyenes merőleges a két evolvens vonal érintkezési felületére (metszete). A merőlegessége miatt nem lesz köztük "csúszás" vagy "súrlódás", ami objektíven csökkenti a fogaskerekek összekapcsolásának súrlódási erejét, nem csak a hatékonyságot javítva, hanem a hajtómű élettartamát is meghosszabbítja.
Természetesen a fogprofil legszélesebb körben használt formájaként – az involutos – nem ez az egyetlen választásunk.
Ha már a "gyökérvágásról" beszélünk, mérnökként nem csak azt kell mérlegelnünk, hogy az elméleti szint megvalósítható-e és a hatás jó-e, hanem ami még fontosabb, meg kell találnunk a módokat az elméleti dolgok bemutatására, ami az anyagválasztást, a gyártást, pontosság, tesztelés és egyéb szempontok.
A fogaskerekek általánosan használt megmunkálási módszereit általában alakítási módszerre és sablonmódszerre osztják. A formázási módszer a fog alakjának közvetlen vágására vonatkozik, a fogak közötti rés alakjának megfelelő szerszám gyártásával, amely általában tartalmaz marókat, pillangós csiszolókorongokat stb.; A hálózás módja meglehetősen összetett, ami két fogaskerekes hálózásként fogható fel, amelyek közül az egyik nagyon kemény (vágószerszám), a másik pedig még durva állapotban van. A hálózás folyamata a távoli állapotból fokozatosan a normál háló állapotba kerül, és ebben a folyamatban a vágás új fogaskerekeket eredményez. Az érdeklődők a „Mechanikai alapelvek” című részhez fordulhatnak konkrét tanuláshoz.
A szabványos módszer alkalmazása nagyon elterjedt, de ha a fogaskerékben a fogak száma kicsi, akkor a szerszám fog felső vonala és a hálóvonal metszéspontja lép fel, ami túllépi a fogaskerék összekapcsolási határpontját. vágott. Ekkor a megmunkálandó fogaskerék gyökere túlságosan el van vágva. Mivel a vágott rész túllépi a hálózási határpontot, ez nem befolyásolja a fogaskerék normál összefonódását, de ennek az a hátránya, hogy gyengíti a fogaskerekek fogainak szilárdságát, Ha az ilyen fogaskerekeket nehéz helyzetekben, például sebességváltókban használják , hajlamosak a fogak törésére, amint az egy 2-módú 8-fogaskerekes modell képén látható normál megmunkálás után (gyökérvágással).

És 17 a fogak határszáma a fogaskerék-szabvány szerint Kínában. A 17-nél kevesebb fogas fogaskerekek "gyökérvágás" jelenséget tapasztalnak a generatív módszerrel végzett normál megmunkálás során. Ekkor módosítani kell a megmunkálási módot, például az eltolást, ahogy az ábrán látható egy 2-módú 8-fogaskeréknél (kis gyökérvágás) eltolásos megmunkálással.

Természetesen az itt leírt tartalom közül sok nem teljes körű. A gépekben is sok érdekesebb alkatrész található, és ezen alkatrészek mérnöki gyártása is több problémával szembesül. Az érdeklődő olvasók jobban odafigyelhetnek.
Következtetés: A 17 fog a megmunkálási módszerből származik, és a megmunkálási módszertől is függ. Ha a fogaskerék megmunkálási módját lecserélik vagy javítják, például alakítási módszert vagy eltolásos megmunkálást (kifejezetten a homlokhengeres fogaskerekekre vonatkoztatva), akkor nem lesz alámetszés jelenség, és nem lesz korlátozva a 17 fog száma.
Továbbá ebből a kérdésből és válaszából kitűnik, hogy a mechanikai diszciplína jellemzője az elmélet és a gyakorlat közötti magas szintű integráció.
Nézőpont a mechanikai hidraulikus fórumról: Először is, téves az az állítás, hogy a fogaskerekek nem foroghatnak 17-nél kevesebb foggal. Az alábbiakban röviden bemutatjuk, hogyan keletkezik a 17-es fogszám.

A fogaskerék a kerék peremén lévő mechanikai alkatrészre utal, amely folyamatosan érintkezik a fogaskerekekkel a mozgás és az erő átvitele érdekében. A fogaskerekek fogprofilja lehet evolvens, ív alakú stb., és az evolvens fogaskerekeket széles körben használják.
Az evolúciós fogaskerekeket tovább osztják homlokhengeres fogaskerekekre/spirálhengeres fogaskerekekre stb. A szabványos homlokhengeres fogaskerekek esetében a fogcsúcs magassági együtthatója 1, a foggyökér magassági együtthatója 1,25, a nyomásszöge pedig 20 fok. A fogaskerekek megmunkálásánál általában a generatív módszert alkalmazzák, ami azt jelenti, hogy a forgácsolószerszám és a fogaskerekes nyersdarab mozgása a megmunkálás során olyan, mint egy hálófogaskerékpár. Szabványos fogaskerekes megmunkálásnál, ha a fogak száma kisebb egy meghatározott értéknél, akkor a fogaskerék nyersdarab gyökerénél lévő evolvens profil egy része kiásásra kerül, amit gyökérvágásnak nevezünk. Amint a bal oldali ábrán látható, a gyökérvágás komolyan befolyásolja a hajtómű erősségét és simaságát. A minimális érték gyökérvágás nélkül 2 * 1/sin (20) ^ 2 (1 a fog felső magassági együtthatója, és 20 a nyomásszög).
Az itt található 17 fog a szabványos homlokhengeres fogaskerekekhez való, és számos módszerünk van az alávágás elkerülésére, például a fogaskerekek elmozdulása, ami azt jelenti, hogy a szerszám távol van a keréktárcsa forgáspontjától vagy annak közelében. Az alávágás elkerülése érdekében azt kell választani, hogy távol legyen a kontúr forgási középpontjától. Ahogy a jobb oldali ábrán látható, a teljes evolvens kontúrvonal ismét kijön.

A fogaskerék módosítása után a fogaskerék újra foroghat anélkül, hogy ez befolyásolná, és megfelelő módosítással egy 5-fogaskerék is foroghat.
Valójában a spirális fogaskerekek elkerülhetik a fogaskerekek alávágását, vagy csökkenthetik azt a minimális fogértéket, amelynél az alávágás előfordul.

A 17-es szám ki van számolva. Nem arról van szó, hogy néhány 17 fogaskerék nem tud forogni, de ha kevesebb, mint 17 fog, akkor a fogaskerék megmunkálása során a megmunkált hézagvonallal könnyen le lehet vágni a fogaskerék gyökér egy részét, amit gyökérvágásnak nevezünk, ami csökkenést okoz. fogaskerék erejében. Ami a kiszámítás módját illeti, az teljesen matematikai probléma. A fenti képletre hivatkozva a becsípés szöge a=20 fok, és a gyökérvágásra nem kerülő fogak minimális száma 17.
A netező álláspontja: érdemes megfontolni, hogy egy fogaskerék fogainak száma kevesebb lehet-e 17-nél. A normál fogaskerekek esetében a fogak száma valóban nem lehet kevesebb 17-nél, miért. Mert ha a fogak száma kevesebb, mint 17, a fogaskerék alávágást tapasztal.
Az úgynevezett gyökérvágás a foggyökér evolvens fogprofiljának levágását jelenti úgy, hogy a generatív módszerrel végzett fogvágásnál bizonyos feltételek mellett a vágószerszám foghegyéből túl sokat vágunk a fogaskerék fog gyökerébe.
generáló módszer
A generatív módszer (más néven generatív módszer) a fogaskerekek megmunkálásának módszere a burkológörbe elvet alkalmazva a geometriában. A két fogaskerék evolvens fogprofiljának és a hajtott kerék w1 szögsebességének megadása után a két fogprofil összekapcsolásával megkaphatjuk a hajtott kerék w2 szögsebességét, és i12=w1/w{{4 }}egy állandó érték. Mert két fogprofil összeillesztésénél a két osztáskör tiszta gördülésen megy keresztül. Az 1. osztáskörön a 2. osztáskörön végzett tiszta gördülési folyamat során az 1. fogaskerék fogprofilja egy sor relatív pozíciót foglal el a 2. fogaskerékhez képest, és ennek a relatív pozíciósorozatnak a burkolófelülete a 2. fogaskerék fogprofilja. Ez azt jelenti, hogy amikor a két osztáskör tiszta gördülésen megy keresztül, a két evolvens fogprofilt egymást beborító vonalnak tekinthetjük.
Gyökérvágás jelenség
A gyökérvágás oka: Ha a szerszám fogcsúcs vonalának és a hálóvonal metszéspontja túllépi az N1 összefonódási határpontot, és a szerszám tovább mozog a II pozícióból, akkor a már vágott evolvens fogprofil egy része a gyökérnél levág.
A gyökérvágás következményei: az erős gyökérvágással járó fogaskerekek egyrészt gyengítik a fogak hajlítószilárdságát; Másrészt csökkenti a sebességváltó illeszkedését, ami nagyon káros a sebességváltóra nézve. A gyökérvágás oka: Ha a szerszám fogcsúcs vonalának és a hálóvonal metszéspontja túllépi az N1 összefonódási határpontot, és a szerszám tovább mozog a II pozícióból, akkor a már vágott evolvens fogprofil egy része a gyökérnél levág.
Nem szabványos fogaskerekek esetén 17-nél kevesebb fog is elfogadható.