האם מספר שיני הילום יכול להיות פחות מ-17?

מנגנון הילוכים הוא סוג של רכיב בשימוש נרחב בחיי היומיום, בין אם זה תעופה, ספינות מטען, מכוניות וכן הלאה. עם זאת, בעת עיצוב ועיבוד מנגנון, יש דרישות למספר השיניים. חלק טוענים כי מנגנים עם פחות מ-17 שיניים לא יכולים להסתובב, בעוד אחרים מצביעים על כך שיש הרבה מנגנים עם פחות מ-17 שיניים שעובדים כראוי. למעשה, שתי ההצהרות הללו נכונות. אתה יודע למה?

למה מספר השיניים הוא 17?

למה זה 17 במיוחד, ולא מספר אחר? בנוגע למספר 17, זה קשור לשיטת ייצור ההילוכים. כפי שמוצג בדיאגרמה להלן, שיטה נפוצה היא להשתמש בהוב כדי לקצץ.

כשכמות השיניים קטנה, מתרחש תופעה הנקראת חיתוך יתר, שתורמת להשפעה על עוצמתו של ההילוך היוצר. מהי חיתוך יתר? זה אומר שהשורש נחתך. שימו לב לקופסה האדומה בדיאגרמה:

כאשר החיתוך בין ראש השן של ההילוך והקו המרכז עובר את נקודת הרשת הגבולית של ההילוך שנחתך, חלק מפרופיל העקומה האינבולוטית בראש ההילוך נוקט. הظاهرة הזו נקראת חיתוך יתר.

אז, באיזו סיטואציה ניתן להימנע מחיתוך יתר? התשובה מסתירה במספר 17, שהוא מתאים למקדם גובה ראש של 1 ולזווית לחץ של 20 מעלות. לראשונה, הגלגלים יכולים להסתובב מכיוון שהגלגלים העליונים והתחתונים צריכים ליצור יחס העברת טוב. רק כאשר החיבור ביניהם הוא תקין, פעולתם תהיה ביחס יציב. לדוגמה, עבור גלגלים עם שיניים מעגליות, חיבור טוב בין שני הגלגלים יכול לאפשר להם לעבוד כראוי, והם מחולקים לשני סוגים: גלגלים עם שיניים ישרות וגלגלים עם שיניים מסpiral. הגלגל הישר הסטנדרטי יש לו מקדם גובה ראש שן של 1, מקדם גובה שורש שן של 1.25, וזווית לחץ של 20 מעלות במעבדה של גלגל שיניים, אם גלגל הבסיס והכלי דומים לשני גלגלים. אם מספר השיניים של הבסיס קטן מערך מסוים, יתגלה השורש של השן, מה שנקרא חיתוך תחתון. אם החיתוך התחתון הוא קטן מדי, זה ישפיע על העוצמה והיציבות של הגלגל. המספר 17 שאוזכר כאן הוא עבור גלגלים. אם לא נדבר על יעילות העבודה של הגלגל, איזה מספר שיניים שיהיה לו, הוא יעבוד ויכול להפעיל. בנוסף, 17 הוא מספר ראשוני, מה שאומר שהסיכוי לפגישת שן של גלגל ושן של גלגל אחר הוא מינימלי במספר מסויים של סיבובים, והכוח לא יהיה באותו נקודה זמן רב. גלגלים הם מכשירי דיוק, אף על פי שיש טעויות בכל גלגל, הסיכוי לדחיסה על ציר כתוצאה מ-17 באמת גדול מדי, אז אם זה יהיה 17, הוא יכול להזוז לזמן קצר, אבל לא לטווח ארוך. עם זאת, העניין עולה! יש עדיין הרבה גלגלים בשוק עם פחות מ-17 שיניים, והם ממשיכים לעבוד היטב, כפי שמראה התמונות.

עם זאת, כמה משתמשי אינטרנט הצביעו על כך שאפשר לייצר גלגלים סטנדרטיים עם פחות מ-17 שיניים על ידי שינוי שיטת הייצור. כמובן, גם גלגלים כאלה קל מאוד שהם יתעקו (בגלל הפרעה של הגלגלים, לא נמצאה תמונה, בבקשה דמיינו), ובדרך זו באמת אי אפשר להזיז. ישנם גם הרבה פתרונות מתאימים, גלגלים מופרדים הם השכיחים ביותר (בשפת עם, זה אומר להזיז מעט את הכלי בזמן חיתוך), ויש גם גלגלים מסלוליים, גלגלים ציקלואידיים וכו'. קיים גם גלגל ציקלואידי אוניברסלי.

נקודת מבט של אינטרנט אחר: נראה שכולם עדיין מאמינים מדי בספרים, ואני לא יודע כמה אנשים באמת חקרו בצורה מקיפה גלגלים בשימושם. ההוכחה שהמספר של שיני הגלגל גדול מ-17 בקורס העקרונות המכניקליים כדי למנוע תופעת 'חתוך יתר' מבוססת על כך שרדיוס R של הזווית הקדמית של כלי חיתוך הגלגל הוא 0. אבל כיצד יכולות להיות כלים בתעשייה ללא זווית R? (ללא זווית R, הכלי יהיה חד, יתרכז בו מתח, ויהיה קל לפיצול במהלך הטיפול החום, וגם קל יותר לשבירה או למתיחה בעת השימוש). ובנוסף, גם אם הכלי אין לו זווית R, מספר השיניים המקסימלי שבו תופעת החתוך יתר יכולה להתרחש אינו בהכרח 17 שיניים, ולכן הטענה ש-17 שיניים היא התנאי לחתוך יתר זהה למעשה לדיון! בואו נסתכל על כמה תמונות.

מהתמונה ניתן לראות שכאשר משתמשים בכלי עם הזווית R העליונה של פנים הקדמית כ-0 כדי לעבד גלגלים, אין שינוי מובהק בעקומה המעברית של השורש בין 15 שיניים ל-18 שיניים. אז למה 17 שיניים היא מספר השיניים שבו מתחילות השיניים הישרות בהילוך להפיק חיתוך?

אני מאמין שהאיור הזה, שמציג את הרעיון, צריך להיות מוכר לתלמידי הנדסת מכונות ששתמשו במחולל גלגלים. ניתן לראות כי הגודל של זווית R של הכלי משפיע על החיתוך של הגלגל.

העקומה האפיטרוקואידית החיצונית המורחבת בצבע סגול של חלק שורש השן בדיאגרמה היא קו פרופיל השן לאחר שהשורש נשחט. עד מהדרגה השחתה של שורש השן תפגע בשימושו? זה נקבע על ידי התנועה היחסית בין קצה השן של שן אחר והעתק הבטיחות של שורש השן. אם קצה השן של השן התואמת לא מתמזגת עם החלק שנשחט, אז שתי השיניים האלה יוכלו להסתובב בצורה רגילה (הערה: החלק ששוחת אינו פרופיל אינבולוטי. התמזגות של פרופיל שן שאינו אינבולוטי עם פרופיל שן אינבולוטי תחת תנאים שאינם מותאמים באופן מיוחד בדרך כלל אינה צמודה, כלומר זה יגרום להפרעה).

ממספר זה ניתן לראות שהקו של התאמה בין שני ההילוכים האלה מתחכך בדיוק עם העיגול בעל הקוטר המקסימלי המתאים לעקום המעבר של שני ההילוכים (הערה: החלק האדום הוא פרופיל שיניים בזווית, החלק הצהוב הוא חלק החתך, והקו של התאמה לא יכול להכנס מתחת לעיגול הבסיסי, מכיוון שאין קו בזווית מתחת לעיגול הבסיסי. נקודת ההתאמה של שני ההילוכים בכל מיקום היא על הקו הזה), כלומר, שני ההילוכים האלה יכולים להתאים בצורה תקינה. כמובן, זה אסור בהנדסה, אורך הקו של התאמה הוא 142.2, וערך זה \/ קצב הבסיס = יחס הכיסוי.

חלק מהאנשים אומרים גם: ראשית, הנחת השאלה הזו שגויה. מספר השיניים פחות מ-17 לא יפגע בשימוש (התיאור של הנקודה הראשונה בתשובהת האופציה הראשונה שגוי, שלוש התנאים ל:resultmeshing נכונה של גלגלים אינם קשורים במספר השיניים), אך 17 שיניים עלולות לגרום להקשות בעיבוד במצבים מסוימים ומיוחדים. כאן יש להוסיף עוד קצת ידע על גלגלים.

ראשית, נדבר על העקומה האינבולוטית. העקומה האינבולוטית היא הסוג הפופולרי ביותר של פרופיל שיני הגלגל. אז למה זו עקומה אינבולוטית? מה ההבדל בין קו זה לקו ישר, קשת? כפי שמוצג באיור הבא, זו עקומה אינבולוטית חצי שן.

העקומה האינבולוטית יכולה לתואר במשפט אחד כמסלול של נקודה סטטית על קו ישר כאשר הקו מתגלגל לאורך מעגל. יתרונה ברור. כששתי עקומות אינבולוטיות מתאימות יחד, כפי שמוצג באיור הבא.

כששני ההגה מסתובבים, בנקודה של מגע (כמו M, M'), כיוון הכוח הוא תמיד על אותו קו ישר, והקו הזה מאונך למשטח המגע (החתך) של שני הצורות האינבולוטיות. מכיוון שהוא מאונך, לא יהיה "חליק" או "שפשוף" ביניהם, מה שמעורר את החיכוך במהלך התאמה של ההגה, לא רק שמצilיע את התאמה של ההגה, לא רק שמשפר את העדינות אלא גם מאריך את חיי השמירה של ההגה.

طبعו, כתבנית השיניים הנפוצה ביותר - העקומה האינבולוטית, איננה בחירתנו היחידה.

נדבר שוב על "חתוך תחתון". כמהנדסים, עלינו לא רק להתחשב אם זה אפשרי ברמת התיאוריה ואם התוצאה טובה, אלא יותר חשוב מזה, עלינו למצוא דרכים להציג את הדברים התיאורטיים, וזה כולל בחירת חומרים, ייצור, דיוק, בדיקה וקישורים נוספים.

השיטות הרגילות לעיבוד גלגלים הם בדרך כלל מחולקים לשיטת צורה ולשיטת ייצור. שיטת הצורה היא להכין את צורת השיניים ישירות עם כלי המתאים לצורת הפער בין השיניים. זה כולל בדרך כלל חיתוכי מילינג, אבני גרירה בצורת פרח וכו '; שיטת הייצור היא מסובכת יותר, והיא יכולה להיות מוסברת כהידוק בין שני גלגלים, אחד מהגלגלים קשה מאוד (כלי) והשני עדיין במצב הגוש. תהליך ההידוק הוא מעמד מרוחק בהדרגה עד למצב של הידוק רגיל, במהלך זה גלגל חדש נחתך. אם אתה מעוניין, תוכל למצוא את "עקרונות מכניים" כדי ללמוד בצורה ספציפית.

השיטה של ייצור השיניים בשיטת ה generaion מופעלת בצורה רחבה, אך כאשר להגיר יש מספר קטן של שיניים, קו ראש השן של הכלי והקו המתאימה לו יעברו את נקודת התאמה המוגבלת של הגיר שנחתך, ובזמן זה, בסיס הגיר שהולך להיבנות יוסר יותר מדי. מכיוון שהחלק שנחתך עובר את נקודת ההתאמה המוגבלת, זה לא משפיע על ההתאמה הנורמלית של הגיר, אבל החסרון הוא שהוא מחליש את עוצמת הגיר. גירים כאלה, כאשר הם מופעלים במצבים של עומס כבד כמו בקופסאות מהירות, הם קיימים לשבירת שיניים, כפי שמוצג בתמונה הבאה, זהו המודל של גיר עם מודול 2 ושיניים 8 חתוך בדרך כלל (עם תופעת undercutting).

ו-17 הוא מספר השיניים הגבולי שמחושב לפי תקן הגלגלים במדינה שלנו. גלגלים עם פחות מ-17 שיניים יסבלו מה"ظاهرة החיתוך הפנימי" בעת עיבוד רגיל בשיטת ההצגה, ובזמנם זה יש לערוך את שיטת העיבוד, כמו למשל הזזה, כפי שמוצג בתרשים הבא - זהו גלגל עם מודול 2 ושיניים 8 שעבר עיבוד בהזזה (חיתוך פנימי קטן).

כמובן, התוכן שתואר כאן אינו כולל את כל הפרטים, ויש עוד הרבה חלקים מעניינים במכניקה. ישנם גם יותר בעיות בייצור של חלקים אלו בהנדסה. מי שמעוניין באבקה זהובת עשוי להקדיש תשומת לב רבה יותר.

מסקנה: מספר השיניים 17 מגיע מהשיטה של עיבוד והינו גם תלוי בשיטה של העיבוד. אם תשנה או תéli את שיטת עיבוד הגליל, כמו שיטת ייצור, עיבוד הזזת (כאן מתייחס במיוחד לגלילים עם שיניים ישרות), לא יהיה פénomנון של חיתוך ומספר השיניים 17 לא יהיה גבול.

בנוסף, משאלה זו ושל תשובותיה ניתן לראות שאחת התכונות של תחום המכניקה היא הקומבינציה הגבוהה בין תיאוריה ומעשית.

נקודת מבט של אינטרנטן: ראשית, ההצהרה שגלילים עם פחות מ-17 שיניים לא יכולים להסתובב היא שגויה. בואו נציג בהקצרה כיצד הגיע המספר 17.

גלילים הם רכיבי מכונה עם שיניים על הקצה שממשיכות להתלכד באופן מתמשך כדי להעביר תנועה וכוח. דגמי שיניים של גלילים כוללים קמṭים אינולוטיים, קשת מעגל, וכו', וגלילים אינולוטיים הם יותר בשימוש נרחב.

מנגנוני השרשרת המובילים מחולקים למנגנונים צילינדרים עם שיניים ישרות/מנגנונים צילינדרים בעלי גליליות, וכו'. עבור מנגנונים צילינדרים עם שיניים ישרות סטנדרטיים, מקדם גובה קצה השיניים הוא 1, מקדם גובה ש עיבוד מנגנון בדרך כלל משתמש בשיטת הגנציה, כלומר, התנועה של הכלי והשיניים הריקות במהלך עיבוד היא כמו זוג מנגנון רשת. עבור עיבוד מנגנון סטנדרטי, אם מספר השיניים הוא פחות ממחיר ספציפי מסוים, פרופיל עקומה involute בשורש של ריק השיניים יחתוך, אשר נקרא undercutting, כפי שמוצג בתמונה השמאלית למטה. חוסר קצב יפגע באופן רציני בעוצמת התמרון ובשיטור חלק של ההעברה. הערך המינימלי של חיתוך לא מתרחש הוא 2*1/sin(20) ^2 (1 הוא מקדם גובה קצה השיניים, 20 הוא זווית הלחץ).

מספר השיניים 17 כאן הוא עבור מנגנים צילינדריים סטנדרטיים עם שיניים ישרות. יש לנו דרכים רבות למנוע חיתוך, כגון שינוי הילוכים, כלומר, להעביר את הכלי הרחק או קרוב למרכז סיבוב השן הריק. כאן, כדי למנוע חיתוך, יש לבחור להתרחק ממרכז הקוונטר של הסיבוב, כפי שמוצג בתמונה הימנית למטה, ופרופיל העקומה המשתלמת המלאה יוצא שוב.

לאחר שינוי הילוכים, הילוכים יכולים להסתובב בלי להיות מושפעים. כפי שמוצג לעיל, על ידי שינוי מתאים, מנגנון עם 5 שיניים יכול גם להסתובב. למעשה, מנגנון היליאלי יכול גם למנוע את ההחתכה או להפחית את מספר השיניים המינימלי כאשר מתרחשת ההחתכה.

ת הוא מספר 17 הוא מחושב. לא שהמיתרים עם פחות מ-17 שיניים לא יכולים להסתובב, אבל אם יש פחות מ-17 שיניים, קל לחתוך חלק מעקב ההסתובבות בשורש המנוע במהלך עיבוד המנוע, כלומר, תחתוך, אשר מחליש את עוצמת המנוע. לגבי איך לחשב את זה, זה לגמרי בעיה מתמטית, התייחסו למסוגל לעיל, עם זווית המריצה a = 20 מעלות, מספר מינימלי של שיניים שלא מתרחשת תחתוך הוא 17.

נקודת מבט של משתמשים ברשת: האם מספר שיני ההילוכים יכול להיות פחות מ-17 זה שאלה ששווה לשקול. עבור מכתבי הילוכים הרגילים, מספר השיניים באמת לא יכול להיות פחות מ 17. -למה? -אני לא יודע. כי כאשר מספר השיניים הוא פחות מ-17, התנגש יהיה תופעה של חיתוך.

המונח 'חתוך מופחת' מתייחס למצב שבו קו שיניים של הכלי חותך יותר מדי לתוך השורש של הגלגל בظروف מסוימות במהלך חיתוך גלגלים בשיטת הגנרציה, וחלק מהפרופיל של עקומה אינבולוטית בשורש הגלגל נחתך.

שיטת הגנרציה

שיטת ייצור ( også ידועה כשיטת הפיתוח) היא טכניקה לעיבוד גלגלים שמשתמשת בinciple האנVELOPE מהגאומטריה. לאחר שהפרופילים השיניים והמהירות הזוויתית w1 של הגלגל המניע ניתנים, ניתן לקבל את המהירות הזוויתית w2 של הגלגל הנמען דרך התנגשות הפרופילים השיניים, והיחס בין הגלגלים i12 = w1/w2 הוא ערך קבוע. זה קורה מכיוון שאז התנגשות הפרופילים השיניים, שני המעגלים הקטנים מבצעים גלגול טהור. כאשר המעגל הקטן 1 גולגל טהורה על המעגל הקטן 2, הפרופיל השיני של הגלגל 1 יתפוס סדרה של מיקומים יחסיים ביחס לגלגל 2, והenvelope של המיקומים האלה הוא הפרופיל השיני של הגלגל 2. במילים אחרות, במהלך הגלגול הטהור של שני המעגלים הקטנים, שני הפרופילים השיניים ההיפוקיידיים יכולים להיחשב כenvelopes אחד של השני.

ظاهرة חיתוך תחתון

הסיבה לחתוך יתר: כאשר נקודת החיתוך של קו ראש השן של הכלי עם הקו המתאים עולה על נקודת הגבול N1, והכלי ממשיך להזוז מהמצב Ⅱ, הוא יחתוך חלק מהפרופיל הספירליאלי שזו השן כבר נחפרה בסמוך לשורש.

התוצאות של חתך יתר: גלגל שיניים עם חתך יתר חמור, מצד אחד, מחליש את עוצמת העקימה של השיניים; ומצד שני, הוא מפחית את רמת הпередачה של הגלגל, מה שמאוד לא מועיל עבור ההעברה. הסיבה לחתוך יתר: כאשר נקודת החיתוך של קו ראש השן של הכלי עם הקו המתאים עולה על נקודת הגבול N1, והכלי ממשיך להזוז מהמצב Ⅱ, הוא יחתוך חלק מהprofil הספירליאלי שזו השן כבר נחפרה בסמוך לשורש.

לג'יריים שאינם סטנדרטיים, יש פחות מ-17 שיניים זה בסדר.

לאחר שאמרנו כל זאת, מה דעתך? אל תהסס להשאיר תגובה ולשתף~