Prečo ozubené kolesá nemôžu mať menej ako 17 zubov, čo ak chýbajú?

Výstroj je široko používaný náhradný diel v každodennom živote, či už sa používa v letectve, nákladných lodiach, automobiloch atď. Pri navrhovaní a spracovaní ozubených kolies sú však požiadavky na počet ozubených kolies. Niektorí hovoria, že ak má menej ako 17 zubov, nemôže sa otáčať, iní tvrdia, že to nie je správne. Ozubené kolesá s menej ako 17 zubami sú všade a tvrdenie každého je správne. Vieš prečo?
Prečo je 17? A nie iné čísla? Pokiaľ ide o 17, začína sa metódou obrábania ozubených kolies, ako je znázornené na obrázku nižšie. Jednou z bežne používaných metód je použitie varnej dosky na rezanie.

Pri výrobe ozubených kolies týmto spôsobom, keď je počet zubov malý, dôjde k prerezaniu koreňov, čo ovplyvní pevnosť vyrobených ozubených kolies. Čo je rezanie koreňa, to znamená, že koreň bol odrezaný... Venujte pozornosť červenému rámčeku na obrázku:

Keď priesečník medzi špičkou zuba ozubeného kolesa a líniou záberu prekročí hraničný bod záberu rezaného ozubeného kolesa, časť profilu evolventného zuba koreňa zuba rezaného ozubeného kolesa sa odreže, čo sa nazýva koreň. rezanie.

Za akých okolností sa teda možno vyhnúť prerezávaniu koreňov? Odpoveď je toto 17 (keď koeficient výšky zuba je 1 a tlakový uhol je 20 stupňov).
Po prvé, ozubené koleso sa môže otáčať, pretože je potrebné vytvoriť dobrý prevodový pomer medzi horným a spodným prevodom. Iba vtedy, keď je spojenie medzi nimi na mieste, môže byť jeho fungovanie bezproblémové. Ak vezmeme ako príklad evolventné ozubené kolesá, len vtedy, keď dve ozubené kolesá dobre zaberajú, môžu hrať svoju úlohu, ktorú možno ďalej rozdeliť na dva typy: čelné valcové ozubené kolesá a špirálové valcové ozubené kolesá.
Štandardné čelné ozubené koleso má koeficient 1 pre výšku vrcholu zuba a 1,25 pre výšku päty zuba a jeho tlakový uhol by mal dosahovať 20 stupňov. Ak sú pri obrábaní ozubených kolies medzi polotovarom zuba a nástrojom dve ozubené kolesá, bude to vyzerať ako dve ozubené kolesá.
Ak je počet zubov v embryu menší ako špecifická hodnota, časť koreňa zuba sa vyhĺbi, čo sa nazýva rezanie koreňa. Ak je koreňový odrezok príliš malý, ovplyvní to pevnosť a stabilitu prevodu. Tu spomenutých 17 je pre prevody. Ak nehovoríme o pracovnej účinnosti ozubených kolies, budú fungovať a bežať bez ohľadu na to, koľko majú zubov.
17 je navyše prvočíslo, čo znamená, že jeden zub ozubeného kolesa má pri určitom počte otáčok najmenší počet zhodov s iným ozubeným kolesom, takže pri pôsobení sily na tomto mieste dlho nezostane. Ozubené kolesá patria k presným prístrojom. Aj keď sa na každom prevodovom stupni môžu vyskytnúť chyby, pravdepodobnosť opotrebovania nápravy spôsobená 17 je príliš vysoká. Preto, ak je to 17, je v poriadku krátkodobo sa na chvíľu posunúť, ale dlhodobo nie.
Tu však nastáva problém! Na trhu je stále veľa prevodov s menej ako 17 zubami, ktoré sa stále dobre otáčajú. Existujú obrázky a pravdy!

Niektorí používatelia siete poukázali na to, že v skutočnosti, ak sa použije iný spôsob spracovania, je možné vyrobiť štandardné evolventné ozubené kolesá s menej ako 17 zubami. Samozrejme, že takéto prevody sa pri používaní tiež veľmi ľahko zaseknú (kvôli rušeniu prevodu sa obrázok nedá nájsť, dobre si to premyslite), takže sa naozaj nemôžu otáčať. Existuje aj mnoho zodpovedajúcich riešení, medzi ktorými sa najčastejšie používa modifikovaný prevod (laicky povedané, rezný nástroj sa pri rezaní trochu odsunie), ďalej môžu byť ozubené kolesá šikmé, cykloidné a pod. Ďalšia vec je cykloidný prevod.
Ďalší pohľad na internet: Zdá sa, že ľudia stále príliš veria knihám. Neviem, koľko ľudí si vo svojej práci poriadne preštudovalo ozubené kolesá. V rámci Mechanických princípov je odvodenie princípu, že evolventné čelné ozubené kolesá s viac ako 17 zubami nevytvárajú rezanie koreňa, založené na skutočnosti, že horné zaoblenie R prednej reznej plochy ozubeného nástroja na obrábanie ozubených kolies je { {1}}. Ako však v skutočnosti môžu nástroje priemyselnej výroby nemať uhol R? Tepelné spracovanie rezných nástrojov bez R-uhlu je náchylné na koncentráciu napätia a praskanie v ostrých častiach, čo môže spôsobiť opotrebovanie alebo praskanie počas používania. Navyše, aj keď nástroj nemá rezanie koreňa pod uhlom R, maximálny počet zubov, ktorý sa môže vyskytnúť, nemusí byť 17 zubov. Preto je tvrdenie, že 17 zubov je podmienkou prerezania koreňa, skutočne predmetom diskusie! Poďme sa pozrieť na vyššie uvedené obrázky.

Z grafu je vidieť, že pri obrábaní ozubených kolies nástrojom s horným R uhlom 0 na čele čela nedochádza k žiadnej významnej zmene krivky prechodu koreňa zuba z 15 na 18 zubov. Prečo sa teda hovorí, že 17 zubov je počet zubov, ktoré sa začínajú prerezávať ako evolventné rovné zuby?

Tento obrázok museli nakresliť študenti strojného inžinierstva pomocou generátora ozubených kolies a je vidieť, že veľkosť uhla R nástroja ovplyvňuje rezanie koreňa ozubeného kolesa.

Rovnomerná krivka fialovej predĺženej epicykloidy pri koreni zuba na obrázku vyššie je profil zuba po prerezaní koreňa. Do akej miery bude koreň ozubeného kolesa prerezaný a ovplyvní to jeho použitie? Tá je určená relatívnym pohybom hrotu zuba iného ozubeného kolesa a rezervou pevnosti koreňa zuba ozubeného kolesa. Ak hrot zuba spárovaného ozubeného kolesa nezaberá s koreňovou reznou časťou, potom sa tieto dve ozubené kolesá môžu normálne otáčať.

Z tohto grafu je vidieť, že záberové čiary týchto dvoch ozubených kolies sa len otierajú o kružnicu maximálneho priemeru krivky prechodu dvoch ozubených kolies (poznámka: fialová časť je profil evolventného zuba, žltá časť je koreňový rez časť a záberová čiara nemôže vstúpiť pod základnú kružnicu, pretože pod základnou kružnicou nie je žiadna evolventa a záberové body dvoch ozubených kolies v akejkoľvek polohe sú na tejto čiare), čo znamená, že tieto dve ozubené kolesá môžu zaberať normálne, V strojárstve sa to samozrejme nesmie. Dĺžka sieťovej čiary je 142,2 a táto hodnota/základný uzol sa=prekrýva.
Niektorí ľudia tiež hovoria, že táto otázka je nesprávna. Ozubené koleso s menej ako 17 zubami neovplyvní jeho použitie (popis tohto bodu v prvej odpovedi je nesprávny a tri podmienky správneho záberu ozubeného kolesa nesúvisia s počtom zubov). 17 zubov však môže v určitých špecifických situáciách spôsobiť nepríjemnosti pri spracovaní. Tu budú pridané ďalšie informácie o prevodoch.
Povedzme si najskôr o evolvente, ktorá je najpoužívanejším typom profilu zubov ozubeného kolesa. Tak prečo je to evolventa? Aký je rozdiel medzi touto čiarou a priamkami a oblúkmi? Ako je znázornené na obrázku nižšie, ide o evolventu (tu je len polovičná evolventa zuba).

Inými slovami, evolventa je trajektória, ktorú prejde pevný bod na priamke, keď sa otáča po kružnici. Jeho výhody sú zrejmé, ako ukazuje nasledujúci obrázok, keď dve evolventy do seba zapadajú.

Keď sa dve kolesá otáčajú, smer sily pôsobiacej na kontaktný bod (ako napríklad M, M') je vždy na rovnakej priamke a táto priamka je kolmá na kontaktnú plochu (úsek) dvoch evolventných čiar. Vďaka svojej kolmosti medzi nimi nebude dochádzať k „preklzávaniu“ ani „treniu“, čo objektívne znižuje treciu silu záberu ozubených kolies, čím sa nielen zlepšuje účinnosť, ale aj predlžuje životnosť ozubeného kolesa.
Samozrejme, ako najpoužívanejšia forma profilu zuba – evolventa, to nie je naša jediná voľba.
Keď už hovoríme o „rezaní koreňov“, ako inžinieri musíme nielen zvážiť, či je teoretická úroveň uskutočniteľná a účinok je dobrý, ale čo je dôležitejšie, musíme nájsť spôsoby, ako prezentovať teoretické veci, čo zahŕňa výber materiálu, výrobu, presnosť, testovanie a ďalšie aspekty.
Bežne používané metódy obrábania ozubených kolies sa vo všeobecnosti delia na metódu tvárnenia a metódu šablóny. Spôsob tvarovania sa týka priameho rezania tvaru zuba výrobou nástroja zodpovedajúceho tvaru medzery medzi zubami, ktorý vo všeobecnosti zahŕňa frézy, brúsne kotúče, atď.; Spôsob záberu je pomerne zložitý, čo možno chápať ako záber dvoch ozubených kolies, z ktorých jeden je veľmi tvrdý (rezný nástroj) a druhý je ešte v hrubom stave. Proces záberu postupne prechádza z diaľky do normálneho stavu záberu a v tomto procese rezanie vytvára nové ozubené kolesá. Zainteresované strany si môžu pozrieť "Mechanické princípy" pre špecifické vzdelávanie.
Použitie štandardnej metódy je veľmi rozšírené, ale keď je počet zubov v ozubenom kolese malý, objaví sa priesečník medzi hornou líniou zuba nástroja a líniou záberu, ktorá prekročí hraničný bod záberu ozubeného kolesa, ktoré má byť rezať. V tomto čase bude koreň ozubeného kolesa, ktoré sa má obrábať, príliš odrezaný. Pretože rezaná časť presahuje medzný bod záberu, neovplyvňuje normálny záber ozubeného kolesa, ale nevýhodou toho je, že oslabuje pevnosť zubov ozubeného kolesa, keď sa takéto ozubené kolesá používajú v ťažkých situáciách, ako sú prevodovky sú náchylné na zlomenie zubov, ako je znázornené na obrázku 2-režimu 8-modelu ozubeného kolesa po bežnom obrábaní (s rezaním koreňov).

A 17 je limitný počet zubov vypočítaný podľa štandardu ozubeného kolesa v Číne. Ozubené kolesá s menej ako 17 zubami budú počas bežného obrábania pomocou generatívnej metódy vystavené javu „rezania koreňa“. V tejto chvíli je potrebné upraviť metódu obrábania, ako je napríklad posunutie, ako je znázornené na obrázku pre 2-režim 8-ozubeného kolesa (rezanie s malým koreňom) s obrábaním s premiestnením.

Samozrejme, mnohé z tu opísaného obsahu nie sú vyčerpávajúce. V strojárstve je tiež oveľa zaujímavejších dielov a výroba týchto dielov v strojárstve tiež čelí viacerým problémom. Zainteresovaní čitatelia možno budú chcieť venovať väčšiu pozornosť.
Záver: 17 zubov pochádza z metódy obrábania a závisí aj od spôsobu obrábania. Ak sa nahradí alebo zdokonalí spôsob obrábania ozubeného kolesa, ako je metóda tvárnenia alebo obrábanie s posunom (konkrétne s čelnými valcovými ozubenými kolesami), nedôjde k javu podrezania a nebude obmedzený počet 17 zubov.
Okrem toho z tejto otázky a jej odpovede vyplýva, že charakteristikou mechanickej disciplíny je vysoký stupeň integrácie medzi teóriou a praxou.
Stanovisko Mechanical Hydraulic Forum: Po prvé, tvrdenie, že ozubené kolesá sa nemôžu otáčať s menej ako 17 zubami, je nesprávne. Nižšie si stručne predstavíme, ako sa odvodzuje číslo 17 zubov.

Ozubené koleso sa vzťahuje na mechanickú súčasť na ráfiku kolesa, ktorá nepretržite zaberá s ozubenými kolesami na prenos pohybu a výkonu. Profil zubov ozubeného kolesa môže byť evolventný, oblúkový atď. a evolventné ozubené kolesá sú široko používané.
Evolventné ozubené kolesá sa ďalej delia na čelné valcové ozubené kolesá / špirálové valcové ozubené kolesá atď. Pre štandardné čelné valcové ozubené kolesá je koeficient hornej časti zuba 1, koeficient výšky koreňa zuba je 1,25 a uhol tlaku je 20 stupňov. Pri obrábaní ozubených kolies sa vo všeobecnosti používa generatívna metóda, čo znamená, že pohyb rezného nástroja a polotovaru ozubeného kolesa pri obrábaní je ako pár zaberajúcich ozubených kolies. Pri štandardnom obrábaní ozubených kolies, ak je počet zubov menší ako špecifická hodnota, sa vyhĺbi časť evolventného profilu na päte polotovaru ozubeného kolesa, čo sa nazýva koreňové rezanie. Ako je znázornené na obrázku vľavo, rezanie koreňov vážne ovplyvní pevnosť a plynulosť ozubeného prevodu. Minimálna hodnota bez prerezania koreňa je 2 * 1/sin (20) ^ 2 (1 je koeficient hornej časti zuba a 20 je tlakový uhol).
Týchto 17 zubov je pre štandardné čelné valcové ozubené kolesá a máme mnoho spôsobov, ako sa vyhnúť podrezaniu, ako je napríklad posunutie ozubeného kolesa, čo znamená, že nástroj je mimo alebo blízko stredu otáčania polotovaru kolesa. Aby sa predišlo podrezaniu, je potrebné zvoliť, aby bol mimo stredu otáčania obrysu. Ako je znázornené na obrázku vpravo, opäť vychádza úplná evolventná vrstevnica.

Po úprave ozubeného kolesa sa ozubené koleso môže znova otáčať bez toho, aby to ovplyvnilo, a po vhodnej úprave sa môže otáčať aj 5-ozubené koleso.
V skutočnosti môžu špirálové ozubené kolesá tiež zabrániť podrezaniu ozubeného kolesa alebo znížiť minimálnu hodnotu zubov, pri ktorej dochádza k podrezaniu.

Vypočíta sa číslo 17. Nie je to tak, že by sa niekoľko 17 ozubených kolies nemohlo otáčať, ale ak je menej ako 17 zubov, je ľahké pri obrábaní ozubeného kolesa odrezať časť koreňa ozubeného kolesa s opracovanou čiarou vôle, čo sa nazýva koreňové rezanie, čo spôsobí pokles v sile prevodovky. Čo sa týka spôsobu výpočtu, je to čisto matematický problém. Podľa vyššie uvedeného vzorca je uhol zovretia =20 stupňov a minimálny počet zubov, ktoré nepodliehajú prerezaniu koreňa, je 17.
Názor Netizena: Či počet zubov v ozubenom kolese môže byť menší ako 17, je otázka, ktorá stojí za zváženie. Pre štandardné prevody naozaj nemôže byť počet zubov menší ako 17, prečo. Pretože keď je počet zubov menší ako 17, ozubené koleso bude mať podrezanie.
Takzvaný koreňový rez označuje rezanie profilu evolventného zuba koreňa zuba tak, že sa za určitých podmienok pri rezaní zubov generatívnou metódou zarezá príliš veľká časť hrotu zuba rezného nástroja do koreňa zuba ozubeného kolesa.
spôsob generovania
Generatívna metóda (známa aj ako generatívna metóda) je metóda obrábania ozubených kolies využívajúca v geometrii obalový princíp. Po zadaní profilu evolventných zubov dvoch ozubených kolies a uhlovej rýchlosti w1 hnacieho kolesa možno uhlovú rýchlosť w2 hnaného kolesa získať spojením dvoch profilov zubov a i12=w1/w{{4 }}stála hodnota. Pretože pri zábere dvoch zubových profilov sa dve rozstupové kružnice podrobia čistému valcovaniu. Počas čistého procesu odvaľovania rozstupovej kružnice 1 na rozstupovej kružnici 2 bude profil zubov ozubeného kolesa 1 zaujímať sériu relatívnych polôh vzhľadom na ozubené koleso 2 a obálkou tohto radu relatívnych polôh je profil zuba ozubeného kolesa 2. To znamená, že keď sa dve rozstupové kružnice podrobia čistému valcovaniu, dva profily evolventných zubov možno považovať za vzájomne sa obklopujúce línie.
Fenomén rezania koreňov
Dôvod rezu koreňa: Keď priesečník čiary hrebeňa zuba nástroja a čiary záberu presiahne hraničný bod záberu N1 a nástroj pokračuje v pohybe z polohy II, časť už vyrezaného profilu evolventného zuba na koreni je odrezať.
Dôsledky rezania koreňov: ozubené kolesá s ťažkým rezom koreňov na jednej strane oslabujú pevnosť zubov v ohybe; Na druhej strane to zníži uloženie ozubeného prevodu, čo prevodovke veľmi škodí. Dôvod rezu koreňa: Keď priesečník čiary hrebeňa zuba nástroja a čiary záberu presiahne hraničný bod záberu N1 a nástroj pokračuje v pohybe z polohy II, časť už vyrezaného profilu evolventného zuba na koreni je odrezať.
Pre neštandardné prevody je prijateľné mať menej ako 17 zubov.