Môže počet zubov byť menej ako 17?

Koliesá sú široko používaným typom komponentu v každodennom živote, či už v leteckej technike, nákladných lodeoch, autách a tak ďalej. Avšak pri návrhu a spracovaní koliesiev sú požiadavky na počet zubov. Niektorí tvrdia, že koliesá s menej ako 17 zubmi sa nedokážu otáčať, zatiaľ čo iní upozorňujú, že existuje veľa koliesiev s menej ako 17 zubmi, ktoré fungujú správne. V skutočnosti sú obidve tieto tvrdenia správne. Vieš, prečo?

Prečo je počet zubov 17?

Prečo to je práve 17 a nie nejaké iné číslo? Čo sa týka čísla 17, má to spoločné s metódou výroby kolies. Ako je vidieť na obrázku nižšie, široko používaná metóda je použitie frézu pre rezie.

Keď je počet zubcov malý, nastáva jav známny ako podrezanie, ktorý ovplyvňuje pevnosť vyrobeného kolesa. Čo je podrezanie? Znamená to, že je orezaná patka. Venujte pozornosť červenému obdĺžniku na obrázku:

Keď prekríženie vrcholu zubca a priemernej osi prekročí limitný bod prepojenia vyrezávaného kolesa, je odstránená časť involútneho profilu zubca na patke kolesa. Tento jav sa nazýva podrezanie.

Tak v akých okolnostiach môže byť podrezanie predísložené? Odpoveď spočíva v čísle 17, ktoré zodpovedá koeficientu výšky vrcholu zubca 1 a tlakovému uhlu 20 stupňov. Najprv, kolieska môžu rotačne pohybovať, pretože horné a dolné kolieska musia tvoriť dobrý prenosový vzťah. Ako iba je spojenie medzi nimi správne, ich prevodná činnosť bude stabilná. Vzali sme involutné kolieska ako príklad, dobré zapojenie medzi dvoma kolieskami môže zohrávať svoju úlohu, ktorá sa delí na dve druhy: priamozubé valcové kolieska a šikmозubé valcové kolieska. Štandardné priamozubé koliesko má koeficient výšky zubca 1, koeficient výšky zubca 1,25 a tlakový uhol 20 stupňov Pri zpracovávaní kolies, ak je koleso a nástroj ako dve kolesá. Ak počet zubov na hranatíku je menej ako určitá hodnota, koreň zubu bude vystrihnutý, čo sa nazýva podrezanie. Ak je podrezanie príliš malé, ovlivní to pevnosť a stabilitu kolesa. Tu uvedené 17 je pre kolesá. Ak nebudeme brať do úvahy pracovnú efektivitu kolesa, bez rozdielu, koľko má zubov, bude pracovať a môže sa pohybovať. Okrem toho je 17 prvočíslo, čo znamená, že zhoda medzi zubom jedného kolesa a zubom druhého kolesa je minimálna v určitom počte otáčok a sila nebude dlho pôsobiť na rovnaké miesto. Kolesá sú presné nástroje, aj keď na každom kole budú chyby, ale šanca na opotrieť osi spôsobenú číslom 17 je naozaj príliš veľká, takže ak je to 17, môže sa pohybovať krátky čas, ale nie dlhodobo. Avšak vzniká problém! Na trhu sa stále nachádzajú mnohé kolieska s menej ako 17 zubami, a stále fungujú dobre, ako dokazujú obrázky.

Však niektorí internauti upozornili, že skutočne je možné vyrobiť štandardné involutné kolieská s menej ako 17 zubmi zmierením spôsobu výroby. Samozrejme, takéto kolieská sa tiež ľahko zamknú (kvôli interferencii zubov, nenájdený obrázok, prosím si to predstavte), a takto sa naozaj už nedá pohybovať. Existuje aj veľa príslušných riešení, posunuté kolieská sú najčastejšie používané (hruboko povedané, pri reže sa nástroj trochu posunie) a okrem toho sú tu aj šikmé kolieská, cykloidálne kolieská atď. Existuje aj univerzálna cykloidálna prevodnica.

Ďalší názor interneta: Zdá sa, že všetci stále príliš veľa veria knihám a neviem, koľko ľudí si vážne študovalo zuby kolies v ich práci. Odvodenie pravidla, že počet zubov kolesa by mal byť väčší ako 17 v mechanickom kurze, aby sa neprodĺžil podrez, je založené na predpoklade, že polomer R na vrchovej časti reźacej strany frézovacieho nástroja je 0. Ale v skutočnosti, ako môžu nástroje používané v priemyselnom výrobe nemá mať žiadny uhol R? (Bez uhla R by bol nástroj ostrý, sústredená sila by bola koncentrovaná, čo by spôsobilo trhliny po tepelných úpravách a ľahšiu opotrieť alebo prerušenie počas používania). A aj keby nástroj nemal žiadny uhol R, maximálny počet zubov, kde dochádza k podrezu, nie je nutne 17, takže tvrdenie, že 17 zubov je podmienkou pre podrezanie, je v skutočnosti otvorené pre diskusiu! Pozrime sa na niekoľko obrázkov.

Z obrázka je vidieť, že pri použití nástroja s polomerom R horného rohu predných režiacich povrchov nastaveným na 0 na zpracovanie kolies, nie je žiadna zretná zmena v prechodovej krivke od 15 zubov po 18 zubov. Tak prečo má 17 zubov počet zubov, kde začínajú involutné priamé zuby vytvárať podrezávanie?

Verím, že tento obrázok, ktorý ilustruje koncept, by mal byť známy študentom mechanického inžinierstva, ktorí použili generátor kolies. Je zretné, že veľkosť uhlia R nástroja ovplyvňuje podrezávanie kola.

Fialová rozšírená vonkajšia epitrochoidná krivka časti koreňa zubca na obrázku je čiara profilu zubca po podrezaní koreňa. Do akej miery bude podrezanie koreňa zubca ovplyvňovať jeho použitie? To určuje relatívny pohyb vrcholu zubca druhého kolieska a silová rezerva koreňa zubca. Ak vrchol zubca spojovacieho kolieska sa nenapraví s podrezanou časťou, potom tieto dve kolieska môžu rotovať normálne (Poznámka: Podrezaná časť je neinvolutný profil zubca. Napojenie neinvolutného profilu zubca s involutným profilom zubca v nepodstatne navrhovaných podmienkach je obvykle nekonjugované, to znamená, že dojde k interferencii).

Z tejto číselnej hodnoty je vidieť, že prieniková čiara týchto dvoch kolies práve škrabe o kruh maximálneho priemeru, ktorý odpovedá prechodovej krivke týchto dvoch kolies (Poznámka: Fialová časť je cykloidálny zub, žltá časť je podrezaná časť a prieniková čiara nesmie ísť pod základný kruh, pretože pod základným kruhom nie sú žiadne cykloidálne čiary. Prienzový bod týchto dvoch kolies v akomkoľvek polohovaní je na tejto prienikovej čiare), teda tieto dva kolesá môžu práve normálne prienzovať. Samozrejme, toto v inžinierskej praxi nie je povolené, dĺžka prienikovej čiary je 142,2 a táto hodnota \/ základná štricha = pomer prekrytia.

Niektorí ľudia tiež hovoria: Po prvé, predpoklad tejto otázky je nesprávny. Počet zubov menej ako 17 neovplyvní použitie (popis tohto bodu v prvom odpovede je nesprávny, tri podmienky na správne prepojenie kolies sú nezávislé od počtu zubov), ale 17 zubov môže spôsobiť isté problémy pri zacelovaní v určitých konkrétnych situáciách. Tu je viac informácií na doplnenie znalostí o kolieskach.

Po prvé, pohovořme sa o involútnej krivke. Involutná krivka je najrozšírenejšou formou profilu zubcov kolesa. Tak prečo je to involútna krivka? Aké sú rozdiely medzi touto čiarou a rovnicou, oblúkom? Ako je znázornené nižšie, je to polovicna involútna krivka zubca.

Involutnú krivku môžeme popísať jednou vetou ako trajectória nehybného bodu na priamke, keď sa táto priamka kutí okolo kruhu. Jej výhoda je zrejmá. Keď sa dve involútne krivky spojia, ako je znázornené nižšie.

Keď sa dve kolesá otáčajú, v kontakte (ako M, M') je smer sily vždy na tej istej priamke a táto priama je kolmá na kontakte (sekciu) dvoch evolventných tvarov. Pretože je kolmá, medzi nimi nebude žiadne "posuvanie" a "trenie", čo objektívne zníži trenie počas prevádzky ozubeného kolesa, čo ne len zvyšuje účinnosť, ale predĺžuje aj životnosť ozubeného kolesa.

Samozrejme, ako najrozšírenejší typ zubcového profilu - evolventná krivka, nie je jedinou možnosťou.

Hovorime znova o "podrezaní". Jako inžinieri musíme brať do úvahy nie len, či je to teoreticky realizovateľné a či je efekt dobrý, ale ešte dôležitejšie, musíme nájsť spôsoby, ako prezentovať tie teoretické veci, čo zahŕňa výber materiálov, výrobu, presnosť, testovanie a ďalšie časti.

Bežné metódy spracovania kolies sú obvykle rozdelené na formovaciu metódu a generovanú metódu. Formovacia metóda spočíva v priamej reze zubcov pomocou nástroja, ktorý odpovedá tvaru medzier medzi zubcami. Obvykle to zahŕňa frézovacie reže, motyčkové štiepady atď.; generovacia metóda je komplexnejšia, môžeme si ju predstaviť ako zapojenie dvoch kolies, pričom jedno kolo je veľmi tvrdo (nástroj) a druhé je ešte vo stavu hrubca. Proces zapojovania sa skladá z postupného približovania ku normálnemu stavu zapojenia, počas ktorého sa rezie nové kolo. Ak ste zaujatí, môžete nájsť "Mechanické princípy" pre konkrétne štúdie.

Metóda generovania je široko používaná, ale keď má koliesko menej zubov, čiara vrcholu nástroja a čiara zapojenia prekročia limitný bod zapojenia orebaného kolieska, a v tomto prípade bude pri spracovaní odstránená príliš veľká časť koreňa kolieska. Keďže podrezaná časť prekročí limitný bod zapojenia, nepovplyvní to normálne zapojenie kolieska, no nevýhodou je, že oslabí silu kolieska. Takéto kolieska, keď sú použité v težkovoťažných prípadoch ako sú prevodné krabice, sú predĺženejšie na zlomenie zubov, ako je znázornené na obrázku nižsie, je model 2-modulového 8-zubého kolieska spracovaného bežne (s podrezaním).

A 17 je limitný počet zubov vypočítaný podľa štandardu pre kolieska v našej krajine. Kolieská s menej ako 17 zubmi budú mať "fénomenné ořezávanie", keď sú pri normálnom spracovaní metódou generovania, a v tomto momente je potrebné upraviť spôsob spracovania, napríklad posunutím, ako je uvedené nižšie na obrázku, kde je znázornené koliesko s modulom 2 a 8 zubmi spracované pomocou posunutia (malé ořezávanie).

Samozrejme, obsah popísaný tu nie je úplný, a v mechanike je ešte viac zaujímavých častí. V inžinierskej výrobe týchto komponentov sa tiež môžu objaviť ďalšie problémy. Tí, ktorí sú zaujímaní o zlato, môžu byť možno viac zaujímaní.

Záver: Počet zubov 17 pochádza z metódy spracovania a zároveň závisí od metódy spracovania. Ak zmeníte alebo vylepšíte metódu spracovania pre kolieso, napr. formovaciu metódu, posunuté spracovanie (tu špecificky sa odvolávame na priamozubé valcové kolieso), nebude dochádzať k javu podrezania a počet zubov 17 nebude mať žiadne obmedzenie.

navyše z tejto otázky a jej odpovedí je vidieť, že jednou z charakteristík mechanického odboru je vysoká kombinácia teórie a praxe.

Názor netiza: Po prvé, tvrdenie, že kolieso s menej ako 17 zubmi nemôže rotaovať, je nesprávne. Stručne predstavme si, ako sa číslo 17 objavilo.

Kolieso je mechanická komponenta s zubmi na okraji, ktoré sa spojujú v spojitom pohybe na prenos pohybu a energie. Profily zubov koliesa zahŕňajú involútové, kruhové oblúky atď., a involútové kolieso sa používa širšie.

Konzentrické kolieska sú rozdelené na rovnaté konusové kolieska / šikmé konusové kolieska atď. Pre štandardné rovnaté konusové kolieska je koeficient výšky zubca 1, koeficient výšky zubcu koreňa 1,25 a tlakový uhol 20°. Pripracovanie koliesok obvykle používa metódu generovania, teda pohyb nástroja a zubcovanej polovice počas spracovania je podobný pár priazenených koliesok. Pri spracovaní štandardného kolieska, ak je počet zubcov menší ako určitá špecifická hodnota, bude odstránená involutná krivka profilu na koreňoch zubcovanej polovice, čo sa nazýva odrezanie (undercutting), ako je znázornené na nasledujúcom obrázku vľavo. Odrezanie vážne ovplyvní pevnosť kolieska a hladkosť prenosu. Minimálna hodnota bez odrezania je 2*1/sin(20)^2 (1 je koeficient výšky zubca, 20 je tlakový uhol).

Počet zubov 17 je tu pre štandardné priamozubé valcové kolesá. Máme mnoho spôsobov, ako sa vyhnúť podrezaniu, napríklad posunutiu kolesa, teda presunutiu nástroja ďalej od alebo bližšie ku stredu rotácie zubovitého čierňa. Tu, aby sa vyhli podrezaniu, je potrebné vybrať si posunutie stranou od stredu rotácie konturu, ako je ukázané na pravej strane nižšie uvedeného obrázka, a znovu vznikne úplný profil cykloidnej krivky.

Po posunutí kolesa môže kolo rotovať bez ovplyvnenia. Ako je vidieť vyššie, pripraveným posunutím môže rotaovať aj koleso s 5 zubmi. V skutočnosti môžu i helikoidálne kolesá vyhnúť podrezaniu alebo znížiť minimálny počet zubov, pri ktorom dochádza k podrezaniu.

T číslo 17 je vypočítané. Nie je to, že kolieska s menej ako 17 zubcami nemôžu rotaovať, ale ak je ich menej ako 17, pri spracovaní koliesky je pravdepodobné, že sa odreže časť involútnej krivky na korene koliesky, čo sa nazýva podrezanie (undercutting), čím sa oslabí sila koliesky. Čo sa týka toho, ako to spočítať, je to úplne matematický problém, odkazujte sa na uvedenú formulu, s uholom prenášania a=20 stupňov, minimálny počet zubcov bez podrezania je 17.

Názor internetového používateľa: Otázka, či môže počet zubcov koliesky byť menej ako 17, je otázka hodená rozohnenia. Pre štandardné koliesky skutočne nemôže byť počet zubcov menej ako 17. Prečo? Pretože keď je počet zubcov menej ako 17, kolieska bude mať jav podrezania.

Takzvané podrezanie sa týka stavu, keď pri určitých podmienkach pri reze nielen zubov pomocou generačnej metódy reže hrana nástroja príliš hlboko do koreňa kolies a časť profilu cykloidnej krivky na koreni kolesa je odrezená.

Generačná metóda

Metóda generovania (tiež známa ako metóda vývoja) je technika spracovania kôľa, ktorá využíva princíp obaly z geometrie. Po zadaniu profilov zubcov s involútou a uholovej rýchlosti w1 pohonného kôľa môžeme získať uholovú rýchlosť w2 obočeného kôľa prostredníctvom zapojenia dvoch zubcových profilov, a prenosový pomer i12 = w1/w2 je konštantná hodnota. To sa deje, pretože počas zapojovania dvoch zubcových profilov sa dve základné kružnice pohybujú čistým valením. Keď sa základná kružnica 1 čisto valí na základnej kružnici 2, profil zubu kolesa 1 bude zaujímať radu relatívnych pozícií vzhľadom na kolo 2, a obal týchto relatívnych pozícií je profil zubu kola 2. Inými slovami, počas čistého valenia dvoch základných kružníc sa dva zubcové profily s involútou môžu považovať za obaly seba navzájom.

Fenomén podrezávania

Príčina podrezávania: Keď sa priesečník čiary špiciek zubu nástroja a čiary prenášania pohybu dostane za limitný bod prenášania N1, a nástroj pokračuje v pohybe z pozície Ⅱ, odstráni časť involútnej zubovatej čiary, ktorá už bola zostrojená na korene.

Dôsledky podrezávania: Koliesko s vážnym podrezávaním oslabí na jednej strane pevnosť zubov proti zlomu; na druhej strane zníži stupeň prenosu kolieska, čo je veľmi nevýhodné pre prenos. Príčina podrezávania: Keď sa priesečník čiary špiciek zubu nástroja a čiary prenášania pohybu dostane za limitný bod prenášania N1, a nástroj pokračuje v pohybe z pozície Ⅱ, odstráni časť involútnej zubovatej čiary, ktorá už bola zostrojená na korene.

Pre nestandardné kolieská je akceptovateľné mať menej ako 17 zuby.

Po všetkom povedanom, aké je vaše mínenie? Neváhejte a napíšte komentár a zdieľajte~