Proč nemohou mít ozubená kola méně než 17 zubů, co když chybí?

Gear je široce používaný náhradní díl v každodenním životě, ať už se používá v letectví, nákladních lodích, automobilech a tak dále. Při návrhu a zpracování ozubených kol však existují požadavky na počet ozubených kol. Někteří lidé říkají, že pokud je méně než 17 zubů, nemůže se otáčet, jiní tvrdí, že to není správné. Ozubená kola s méně než 17 zuby jsou všude a tvrzení všech je správné. Víš proč?
Proč je 17? A jiná čísla ne? Pokud jde o 17, začíná se způsobem obrábění ozubených kol, jak je znázorněno na obrázku níže. Jednou z široce používaných metod je použití varné desky k řezání.

Při výrobě ozubených kol tímto způsobem, kdy je počet zubů malý, dojde k proříznutí kořene, což ovlivní pevnost vyráběných ozubených kol. Co je kořenový řez, to znamená, že kořen byl odříznut... Věnujte pozornost červenému rámečku na obrázku:

Když průsečík mezi špičkou zubu ozubeného kola a čárou záběru překročí mezní bod záběru řezaného ozubeného kola, dojde k odříznutí části profilu evolventního zubu kořene zubu řezaného ozubeného kola, který se nazývá kořen. řezání.

Za jakých okolností se tedy lze vyhnout odřezávání kořenů? Odpověď je tato 17 (když je koeficient výšky zubu 1 a úhel tlaku je 20 stupňů).
Za prvé, ozubené kolo se může otáčet, protože je třeba vytvořit dobrý převodový poměr mezi horním a spodním ozubeným kolem. Pouze když je spojení mezi nimi na místě, může být jeho fungování bezproblémové. Vezmeme-li jako příklad evolventní ozubená kola, mohou hrát svou roli pouze tehdy, když dvě ozubená kola dobře zabírají, což lze dále rozdělit na dva typy: čelní válcová kola a šroubová válcová kola.
Standardní čelní ozubené kolo má koeficient jedna pro výšku vrcholu zubu a 1,25 pro výšku paty zubu a jeho tlakový úhel by měl dosahovat 20 stupňů. Při obrábění ozubených kol, pokud jsou mezi polotovarem zubu a nástrojem dvě ozubená kola, bude to vypadat jako dvě ozubená kola.
Pokud je počet zubů v embryu menší než konkrétní hodnota, dojde k vyhloubení části kořene zubu, což se nazývá prořezávání kořene. Pokud je kořenový řízek příliš malý, ovlivní to pevnost a stabilitu ozubeného kola. Zde zmíněných 17 je pro ozubená kola. Pokud nemluvíme o pracovní účinnosti ozubených kol, budou fungovat a jezdit bez ohledu na to, kolik mají zubů.
17 je navíc prvočíslo, což znamená, že jeden zub ozubeného kola má při určitém počtu otáček nejmenší počet shod s jiným ozubeným kolem, takže při působení síly na tomto místě dlouho nezůstane. Ozubená kola patří k přesným přístrojům. Přestože se chyby mohou vyskytnout na každém rychlostním stupni, pravděpodobnost opotřebení nápravy způsobené 17 je příliš vysoká. Pokud je tedy 17, je v pořádku se krátkodobě na chvíli pohnout, ale dlouhodobě ne.
Ale tady nastává problém! Na trhu je stále mnoho ozubených kol s méně než 17 zuby, která se stále dobře točí. Jsou tam obrázky a pravdy!

Někteří provozovatelé sítě poukázali na to, že ve skutečnosti, pokud se použije jiný způsob zpracování, je možné vyrobit standardní evolventní ozubená kola s méně než 17 zuby. Taková ozubená kola se samozřejmě při používání také velmi snadno zaseknou (kvůli rušení ozubených kol nelze obrázek najít, dobře si to prosím rozmyslete), takže se opravdu nedají otáčet. Existuje také mnoho odpovídajících řešení, mezi nimiž je nejčastěji používané upravené ozubené kolo (laicky řečeno, řezný nástroj se při řezání poněkud oddálí), dále mohou být ozubená kola šikmá, cykloidní a tak dále. Další věcí je cykloidní převod.
Další pohled na internet: Zdá se, že lidé stále příliš věří knihám. Nevím, kolik lidí ve své práci důkladně studovalo ozubená kola. V předmětu Mechanické principy je odvození principu, že evolventní čelní ozubená kola s více než 17 zuby nevytvářejí kořenový řez, založeno na skutečnosti, že horní zaoblení R přední řezné plochy hřebenového nástroje pro obrábění ozubených kol je { {1}}. Jak však ve skutečnosti mohou nástroje průmyslové výroby nemít úhel R? Tepelné zpracování řezných nástrojů bez R-úhlu je náchylné ke koncentraci napětí a praskání v ostrých dílech, což může způsobit opotřebení nebo prasknutí během používání. Navíc, i když nástroj nemá řezání kořene pod úhlem R, maximální počet zubů, které mohou nastat, nemusí být 17 zubů. Proto je tvrzení, že 17 zubů je podmínkou prořezání kořene, ve skutečnosti diskutabilní! Pojďme se podívat na výše uvedené obrázky.

Z grafu je vidět, že při obrábění ozubených kol nástrojem s horním úhlem R 0 na čele čela nedochází k žádné významné změně křivky přechodu kořene zubu z 15 na 18 zubů. Proč se tedy říká, že 17 zubů je počet zubů, které začínají prořezávat kořeny jako evolventní rovné zuby?

Tento obrázek museli nakreslit studenti strojního inženýrství pomocí ozubeného generátoru a je vidět, že velikost úhlu R nástroje ovlivňuje řez kořene ozubeného kola.

Ekvidistantní křivka fialové rozšířené epicykloidy u kořene zubu na výše uvedeném obrázku je profil zubu po proříznutí kořene. Do jaké míry bude kořen ozubeného kola proříznut a ovlivní jeho použití? Ta je dána relativním pohybem špičky zubu jiného ozubeného kola a rezervou pevnosti paty zubu ozubeného kola. Pokud špička zubu spárovaného ozubeného kola nezapadá do kořenového řezu, mohou se tato dvě ozubená kola normálně otáčet.

Z tohoto grafu je vidět, že záběrové čáry těchto dvou ozubených kol se pouze otírají o kružnici maximálního průměru přechodové křivky obou ozubených kol (pozn. fialová část je profil evolventního zubu, žlutá část je kořenový řez část a záběrová čára nemůže vstoupit pod základní kružnici, protože pod základní kružnicí není žádná evolventa a záběrové body dvou ozubených kol v jakékoli poloze jsou na této čáře), což znamená, že tato dvě ozubená kola mohou normálně zabírat, To se samozřejmě ve strojírenství nesmí. Délka čáry sítě je 142,2 a tato hodnota/základní uzel= se překrývají.
Někteří lidé také říkají, že tato otázka je nesprávná. Ozubené kolo s méně než 17 zuby nebude mít vliv na jeho použití (popis tohoto bodu v první odpovědi je nesprávný a tři podmínky správného záběru ozubených kol nesouvisí s počtem zubů). 17 zubů však může v určitých specifických situacích způsobovat nepříjemnosti při zpracování. Zde budou přidány další informace o převodech.
Nejprve si povíme o evolventě, která je nejpoužívanějším typem profilu zubu ozubeného kola. Proč je to tedy evolventa? Jaký je rozdíl mezi touto přímkou ​​a přímkami a oblouky? Jak ukazuje obrázek níže, jedná se o evolventu (zde je pouze poloviční zubová evolventa).

Jinými slovy, evolventa je trajektorie, kterou urazí pevný bod na přímce, když se valí po kružnici. Jeho výhody jsou zřejmé, jak ukazuje následující obrázek, když dvě evolventy do sebe zapadají.

Když se dvě kola otáčejí, směr síly působící na kontaktní bod (jako M, M ') je vždy na stejné přímce a tato přímka je kolmá na kontaktní plochu (úsek) dvou evolventních čar. Díky své kolmosti mezi nimi nebude docházet k „prokluzu“ nebo „tření“, což objektivně snižuje třecí sílu záběru ozubených kol, nejen zlepšuje účinnost, ale také prodlužuje životnost ozubeného kola.
Jako nejpoužívanější forma profilu zubu - evolventa to samozřejmě není naše jediná volba.
Když už mluvíme o „řezání kořenů“, jako inženýři musíme nejen zvážit, zda je teoretická úroveň proveditelná a efekt dobrý, ale co je důležitější, musíme najít způsoby, jak prezentovat teoretické věci, což zahrnuje výběr materiálu, výrobu, přesnost, testování a další aspekty.
Běžně používané metody obrábění ozubených kol se obecně dělí na metodu tváření a metodu šablony. Metoda tváření se týká přímého řezání tvaru zubu výrobou nástroje odpovídajícího tvaru mezery mezi zuby, který obecně zahrnuje frézy, motýlkové brusné kotouče atd.; Způsob záběru je poměrně složitý, což lze chápat jako záběr dvou ozubených kol, z nichž jedno je velmi tvrdé (řezný nástroj) a druhé je stále v hrubém stavu. Proces záběru postupně přechází od vzdáleného k normálnímu stavu záběru a v tomto procesu řezání produkuje nová ozubená kola. Zájemci mohou nahlédnout do "Mechanických principů" pro specifické učení.
Použití metody normy je velmi rozšířené, ale když je počet zubů v ozubeném kole malý, dojde k průsečíku mezi horní linií zubu nástroje a linií záběru, která překročí mezní bod záběru ozubeného kola, které má být střih. V tomto okamžiku bude kořen obráběného ozubeného kola příliš řezán. Vzhledem k tomu, že řezaná část přesahuje mez záběru, neovlivňuje normální záběr ozubeného kola, ale nevýhodou toho je, že to oslabuje pevnost zubů ozubeného kola, když se taková ozubená kola používají v těžkých situacích, jako jsou převody jsou náchylné ke zlomení zubu, jak je znázorněno na obrázku 2-režimu 8-modelu ozubeného kola po normálním obrábění (s kořenovým řezáním).

A 17 je limitní počet zubů vypočtený podle standardu ozubených kol v Číně. U ozubených kol s méně než 17 zuby dojde při běžném obrábění pomocí generativní metody k fenoménu "kořenového řezání". V tuto chvíli je třeba upravit metodu obrábění, jako je přemístění, jak je znázorněno na obrázku pro 2-režim 8-ozubeného kola (obrábění s malým kořenem) s obráběním přemístěním.

Mnoho zde popsaného obsahu samozřejmě není vyčerpávající. Ve strojírenství je také mnoho zajímavějších dílů a výroba těchto dílů ve strojírenství také čelí větším problémům. Zainteresovaní čtenáři mohou chtít věnovat více pozornosti.
Závěr: 17 zubů pochází z metody obrábění a závisí také na metodě obrábění. Pokud dojde k výměně nebo vylepšení způsobu obrábění ozubeného kola, jako je metoda tváření nebo obrábění přemístěním (konkrétně se týká čelních válcových ozubených kol), nedojde k jevu podříznutí a nebude omezen počet 17 zubů.
Dále z této otázky a její odpovědi je vidět, že charakteristikou mechanické disciplíny je vysoký stupeň integrace mezi teorií a praxí.
Názor Mechanical Hydraulic Forum: Za prvé, tvrzení, že ozubená kola se nemohou otáčet s méně než 17 zuby, je nesprávné. Níže si stručně představíme, jak se odvozuje číslo 17 zubů.

Ozubené kolo označuje mechanickou součást na ráfku kola, která nepřetržitě zabírá s ozubenými koly za účelem přenosu pohybu a výkonu. Profil zubu ozubeného kola může být evolventní, obloukový atd. a široce se používají evolventní ozubená kola.
Evolventní ozubená kola se dále dělí na čelní válcová kola/šroubová válcová kola atd. Pro standardní čelní válcová kola je koeficient výšky vrcholu zubu 1, koeficient výšky kořene zubu je 1,25 a úhel tlaku je 20 stupňů. Při obrábění ozubených kol se obecně používá generativní metoda, což znamená, že pohyb řezného nástroje a polotovaru ozubeného kola při obrábění je jako dvojice zabírajících ozubených kol. Při standardním obrábění ozubených kol, pokud je počet zubů menší než konkrétní hodnota, bude část evolventního profilu na patě polotovaru ozubeného kola vyhloubena, což se nazývá kořenové řezání. Jak je znázorněno na obrázku vlevo, řezání kořenů vážně ovlivní pevnost a plynulost převodovky. Minimální hodnota bez odříznutí kořene je 2 * 1/sin (20) ^ 2 (1 je koeficient výšky vrcholu zubu a 20 je tlakový úhel).
Zde uvedených 17 zubů je určeno pro standardní čelní válcová ozubená kola a máme mnoho způsobů, jak se vyhnout podřezání, jako je například posunutí ozubeného kola, což znamená, že nástroj je mimo nebo blízko středu otáčení polotovaru kola. Aby nedošlo k podříznutí, je nutné zvolit umístění mimo střed otáčení obrysu. Jak je znázorněno na obrázku vpravo, opět vychází kompletní evolventní vrstevnice.

Po úpravě ozubeného kola se může ozubené kolo znovu otáčet, aniž by to bylo ovlivněno, a s příslušnou úpravou se může otáčet také 5-ozubené kolo.
Ve skutečnosti mohou šroubová kola také zabránit podříznutí ozubeného kola nebo snížit minimální hodnotu zubu, při které dochází k podříznutí.

Vypočítá se číslo 17. Není to tak, že by se několik 17 ozubených kol nemohlo otáčet, ale pokud je méně než 17 zubů, je snadné při obrábění ozubení odříznout část kořene ozubeného kola s obrobenou linií vůle, což se nazývá kořenové řezání, což způsobí snížení v síle převodovky. Pokud jde o to, jak to vypočítat, je to čistě matematický problém. Podle výše uvedeného vzorce je úhel sevření a=20 stupňů a minimální počet zubů, které nepodléhají proříznutí kořene, je 17.
Názor Netizena: Zda může být počet zubů v ozubeném kole menší než 17, je otázka, která stojí za zvážení. U standardních převodů opravdu nemůže být počet zubů menší než 17, proč. Protože když je počet zubů menší než 17, dojde k podříznutí ozubeného kola.
Takzvaným řezem kořene se rozumí řezání profilu evolventního zubu kořene zubu tak, že se za určitých podmínek při řezání zubů generativní metodou zařezává příliš velká část hrotu zubu řezného nástroje do kořene zubu ozubeného kola.
způsob generování
Generativní metoda (také známá jako generativní metoda) je metoda obrábění ozubených kol využívající v geometrii princip obálky. Po zadání profilu evolventního zubu dvou ozubených kol a úhlové rychlosti w1 hnacího kola lze úhlovou rychlost w2 hnaného kola získat spojením dvou profilů zubů a i12=w1/w{{4 }}konstantní hodnotu. Protože při záběru dvou profilů zubů procházejí dvě roztečné kružnice čistě válcováním. Během čistého procesu válcování roztečné kružnice 1 na roztečné kružnici 2 bude profil zubu ozubeného kola 1 zaujímat řadu relativních poloh vzhledem k ozubenému kolu 2 a obálkou této řady relativních poloh je profil zubu ozubeného kola 2. To znamená, že když se dvě roztečné kružnice podrobují čistému válcování, mohou být dva evolventní profily zubů považovány za vzájemně se obklopující linie.
Fenomén řezání kořenů
Důvod řezu kořene: Když průsečík čáry hřebene zubu nástroje a čáry záběru překročí mezní bod záběru N1 a nástroj pokračuje v pohybu z polohy II, část již vyříznutého profilu evolventního zubu v patě je odstraněna. odříznout.
Důsledky řezu kořenů: ozubená kola se silným řezem kořenů na jedné straně oslabují pevnost zubů v ohybu; Na druhou stranu to sníží lícování převodovky, což převodovce velmi škodí. Důvod řezu kořene: Když průsečík čáry hřebene zubu nástroje a čáry záběru překročí mezní bod záběru N1 a nástroj pokračuje v pohybu z polohy II, část již vyříznutého profilu evolventního zubu v patě je odstraněna. odříznout.
U nestandardních ozubených kol je přijatelné mít méně než 17 zubů.