Zašto zupčanici ne mogu imati manje od 17 zuba, što ako nedostaju?

Zupčanik je naširoko korišten rezervni dio u svakodnevnom životu, bilo da se koristi u zrakoplovstvu, teretnim brodovima, automobilima i tako dalje. Međutim, kod projektiranja i obrade zupčanika postoje zahtjevi za brojem zupčanika. Neki ljudi kažu da ako ima manje od 17 zuba ne može se okretati, dok drugi tvrde da to nije ispravno. Zupčanici s manje od 17 zuba su posvuda i svačija je tvrdnja točna. Znaš li zašto?
Zašto je 17? A ne drugi brojevi? Što se tiče 17, počinje s metodom strojne obrade zupčanika, kao što je prikazano na slici ispod. Jedna široko korištena metoda je korištenje ploče za kuhanje za rezanje.

Kod izrade zupčanika na ovaj način, kada je broj zubaca mali, doći će do rezanja korijena, što će utjecati na čvrstoću izrađenih zupčanika. Što je rezanje korijena, to znači da je korijen odrezan... Obratite pažnju na crveni okvir na slici:

Kada sjecište između vrha zuba zupčanika i linije zahvata prijeđe graničnu točku zahvata zupčanika koji se reže, dio evolventnog profila zuba korijena zupčanika koji se reže se odsiječe, što se naziva korijen rezanje.

Pod kojim se okolnostima može izbjeći rezanje korijena? Odgovor je 17 (kada je koeficijent visine vrha zuba 1, a kut pritiska 20 stupnjeva).
Prvo, zupčanik se može okretati jer se mora uspostaviti dobar prijenosni odnos između gornjeg i donjeg zupčanika. Samo kada je veza između njih dvoje uspostavljena, njegov rad može biti glatki odnos. Uzimajući evolventne zupčanike kao primjer, samo kada su dva zupčanika dobro zahvaćena, oni mogu igrati svoju ulogu, koja se dalje može podijeliti u dvije vrste: cilindrični zupčanici s ravnim cilindrom i cilindrični zupčanici sa spiralnim zupčanicima.
Standardni cilindrični zupčanik ima koeficijent jedan za visinu vrha zuba i 1,25 za visinu pete zuba, a njegov kut pritiska trebao bi doseći 20 stupnjeva. Kod strojne obrade zupčanika, ako postoje dva zupčanika između zupčanika i alata, to će izgledati kao dva zupčanika.
Ako je broj zuba u zametku manji od određene vrijednosti, doći će do iskopavanja dijela korijena zuba, što se zove rezanje korijena. Ako je rez korijena premalen, to će utjecati na snagu i stabilnost zupčanika. Ovdje spomenutih 17 je za zupčanike. Ako ne govorimo o radnoj učinkovitosti zupčanika, oni će raditi i raditi bez obzira na to koliko zubaca imaju.
Osim toga, 17 je prost broj, što znači da jedan zub zupčanika ima najmanji broj poklapanja s drugim zupčanikom pri određenom broju okretaja, tako da neće dugo ostati na ovom mjestu kada je izložen sili. Zupčanici spadaju u precizne instrumente. Iako se pogreške mogu pojaviti na svakom stupnju prijenosa, vjerojatnost istrošenosti osovine uzrokovane 17 je prevelika. Stoga, ako ima 17 godina, kratkoročno je u redu preseliti se na neko vrijeme, ali dugoročno nije.
Ali tu dolazi problem! Na tržištu još uvijek postoji mnogo zupčanika s manje od 17 zuba, koji se još uvijek dobro okreću. Ima slika i istine!

Neki korisnici interneta istaknuli su da je zapravo, ako se koristi drugačija metoda obrade, moguće proizvesti standardne evolventne zupčanike s manje od 17 zuba. Naravno, takvi zupčanici također vrlo lako zapinju kada se koriste (zbog smetnji zupčanika, slika se ne može pronaći, dobro razmislite), tako da se stvarno ne mogu okretati. Postoji i mnogo odgovarajućih rješenja, među kojima je najčešće korišten modificirani zupčanik (laički rečeno, rezni alat se malo odmakne tijekom rezanja), a mogu biti i kosi zupčanici, cikloidni zupčanici i sl. Druga stvar je cikloidni zupčanik.
Još jedno gledište internet korisnika: Čini se da ljudi još uvijek previše vjeruju knjigama. Ne znam koliko je ljudi u svom radu temeljito proučilo zupčanike. U predmetu Mehanička načela, izvođenje načela da evolventni cilindrični zupčanici s više od 17 zuba ne proizvode korijensko rezanje temelji se na činjenici da je gornji rub R prednje rezne površine alata sa zupčastom letvom za obradu zupčanika { {1}}. Međutim, kako u stvarnosti alati za industrijsku proizvodnju mogu imati R kut? Toplinska obrada alata za rezanje bez R-kuta sklona je koncentraciji naprezanja i pucanju u oštrim dijelovima, što može uzrokovati trošenje ili pucanje tijekom uporabe. Štoviše, čak i ako alat nema R-kutno rezanje korijena, najveći broj zuba koji se može pojaviti možda neće biti 17 zuba. Stoga je izjava da je 17 zuba uvjet za rezanje korijena zapravo otvorena za raspravu! Pogledajmo gornje slike.

Iz grafikona se može vidjeti da nema značajne promjene u krivulji prijelaza korijena zuba od 15 do 18 zuba pri obradi zupčanika s alatom s gornjim R kutom od 0 na prijelaznoj površini. Pa zašto se kaže da je 17 zuba broj zuba koji se počinju rezati kao evolventni ravni zubi?

Ovu su sliku vjerojatno nacrtali studenti strojarstva koristeći generator zupčanika i može se vidjeti da veličina R kuta alata utječe na rezanje korijena zupčanika.

Ekvidistantna krivulja ljubičaste proširene epicikloide na korijenu zuba na gornjoj slici je profil zuba nakon rezanja korijena. U kojoj mjeri će korijen zupčanika biti presječen i utjecati na njegovu upotrebu? To je određeno relativnim kretanjem vrha zuba drugog zupčanika i rezervom snage korijena zuba zupčanika. Ako vrh zuba uparenog zupčanika ne zahvati korijenski dio, tada se ova dva zupčanika mogu normalno okretati.

Iz ovog grafikona se može vidjeti da se linije zahvata ova dva zupčanika samo taru o kružnicu najvećeg promjera prijelazne krivulje dvaju zupčanika (napomena: ljubičasti dio je evolventni profil zuba, žuti dio je rez korijena dio, a zahvatna linija ne može ući ispod osnovnog kruga jer nema evolvente ispod osnovnog kruga, a zahvatne točke dvaju zupčanika u bilo kojem položaju nalaze se na ovoj liniji), što znači da se ova dva zupčanika mogu jednostavno zahvatiti normalno, Naravno, to u inženjerstvu nije dopušteno. Duljina linije mreže je 142,2, a ova vrijednost/osnovni čvor=se preklapaju.
Neki ljudi također kažu da je ovo pitanje netočno. Zupčanik s manje od 17 zuba neće utjecati na njegovu upotrebu (opis ove točke u prvom odgovoru nije točan, a tri uvjeta za ispravno zahvatanje zupčanika nisu vezana uz broj zuba). Međutim, 17 zuba može uzrokovati neugodnosti u obradi u određenim specifičnim situacijama. Ovdje će biti dodano više informacija o zupčanicima.
Razgovarajmo prvo o evolventi, koja je najčešće korištena vrsta profila zuba zupčanika. Dakle, zašto je to evolventa? Koja je razlika između ove linije i ravnih linija i lukova? Kao što je prikazano na donjoj slici, to je evolventa (ovdje postoji samo poluzub evolvente).

Drugim riječima, evolventa je putanja koju putuje fiksna točka na liniji dok se kotrlja po kružnici. Njegove su prednosti očite, kao što je prikazano na sljedećoj slici kada se dvije evolvente međusobno spajaju.

Kada se dva kotača okreću, smjer sile koja djeluje na dodirnu točku (kao što je M, M') uvijek je na istoj ravnoj liniji, a ta je ravna linija okomita na dodirnu površinu (presjek) dviju evolventnih linija. Zbog njegove okomitosti, neće biti "klizanja" ili "trenja" između njih, što objektivno smanjuje silu trenja zahvata zupčanika, ne samo da poboljšava učinkovitost, već i produljuje životni vijek zupčanika.
Naravno, kao najrašireniji oblik profila zuba - evolventni, nije naš jedini izbor.
Govoreći o "rezanju korijena", kao inženjeri, ne samo da trebamo razmotriti je li teorijska razina izvediva i učinak dobar, nego što je još važnije, moramo pronaći načine kako prezentirati teorijske stvari, što uključuje odabir materijala, proizvodnju, točnost, testiranje i druge aspekte.
Uobičajeno korištene metode strojne obrade zupčanika općenito se dijele na metodu oblikovanja i metodu šablona. Metoda oblikovanja odnosi se na izravno rezanje oblika zuba proizvodnjom alata koji odgovara obliku razmaka između zuba, što općenito uključuje glodala, leptiraste brusne ploče itd.; Metoda zahvata je prilično složena, što se može shvatiti kao zahvat dva zupčanika od kojih je jedan vrlo tvrd (rezni alat), a drugi je još u hrapavom stanju. Proces zahvata postupno prelazi iz dalekog u normalno stanje zahvata, au tom procesu rezanje proizvodi nove zupčanike. Zainteresirane strane mogu pogledati "Mehanička načela" za specifično učenje.
Korištenje normne metode vrlo je rašireno, ali kada je broj zubaca u zupčaniku mali, pojavit će se točka sjecišta između gornje linije zuba alata i linije zahvata, prekoračujući graničnu točku zahvata zupčanika koji treba biti izrezati. U to će vrijeme korijen zupčanika koji se obrađuje biti previše zarezan. Budući da odrezani dio prelazi graničnu točku zahvata, to ne utječe na normalno zahvatanje zupčanika, ali nedostatak toga je što slabi čvrstoću zuba zupčanika, kada se takvi zupčanici koriste u teškim situacijama kao što su prijenosi , skloni su lomljenju zuba, kao što je prikazano na slici 2-mode 8-modela zupčanika nakon normalne strojne obrade (s rezanjem korijena).

A 17 je granični broj zubaca izračunat prema standardu zupčanika u Kini. Zupčanici s manje od 17 zuba iskusit će fenomen "rezanja korijena" tijekom normalne strojne obrade korištenjem generativne metode. U ovom trenutku potrebno je prilagoditi metodu strojne obrade, kao što je pomak, kao što je prikazano na slici za 2-način rada 8-nazubljenog zupčanika (malo rezanje korijena) s obradom pomakom.

Naravno, mnogi od ovdje opisanih sadržaja nisu sveobuhvatni. Također postoji mnogo zanimljivijih dijelova u strojevima, a proizvodnja tih dijelova u strojarstvu također se suočava s više problema. Zainteresirani čitatelji možda će htjeti obratiti više pažnje.
Zaključak: 17 zuba dolazi iz metode strojne obrade i također ovisi o metodi strojne obrade. Ako se metoda strojne obrade zupčanika zamijeni ili poboljša, kao što je metoda oblikovanja ili obrada pomakom (posebno se odnosi na cilindrične zupčanike s cilindričnim zupčanicima), neće biti pojave podrezivanja i neće biti ograničenja na broj od 17 zuba.
Nadalje, iz ovog pitanja i njegovog odgovora može se vidjeti da je karakteristika strojarske discipline visok stupanj integracije teorije i prakse.
Gledište Foruma mehaničke hidraulike: Prvo, izjava da se zupčanici ne mogu okretati s manje od 17 zuba je netočna. U nastavku ćemo ukratko predstaviti kako nastaje broj 17 zubi.

Zupčanik se odnosi na mehaničku komponentu na rubu kotača koja je u stalnom zahvatu sa zupčanicima za prijenos gibanja i snage. Profil zuba zupčanika može biti evolventni, lučni i sl., a evolventni zupčanici imaju široku primjenu.
Evolventni zupčanici dalje se dijele na cilindrične zupčanike s ravnim cilindrom/zupčanike s cilindričnim cilindričnim zupčanicima, itd. Za standardne cilindrične zupčanike s ravnim cilindrom, koeficijent visine vrha zuba je 1, koeficijent visine korijena zuba je 1,25, a kut pritiska je 20 stupnjeva. Kod obrade zupčanika općenito se koristi generativna metoda, što znači da je gibanje reznog alata i gotove zupčanice tijekom obrade poput para zahvata zupčanika. Kod standardne obrade zupčanika, ako je broj zubaca manji od određene vrijednosti, dio evolventnog profila u korijenu zupčanika će se iskopati, što se naziva rezom korijena. Kao što je prikazano na lijevoj slici, rezanje korijena će ozbiljno utjecati na snagu i glatkoću prijenosa zupčanika. Minimalna vrijednost bez rezanja korijena je 2 * 1/sin (20) ^ 2 (1 je koeficijent visine vrha zuba, a 20 je kut pritiska).
Ovih 17 zuba ovdje je za standardne cilindrične zupčanike s cilindričnim cilindrom i imamo mnogo načina da izbjegnemo podrezivanje, kao što je pomak zupčanika, što znači da je alat udaljen od ili blizu središta rotacije gotove ploče. Kako bi se izbjeglo podrezivanje, potrebno je odabrati udaljenost od središta rotacije konture. Kao što je prikazano na slici desno, ponovno izlazi potpuna konturna linija evolvente.

Nakon izmjene zupčanika, zupčanik se može ponovno okretati bez utjecaja, a uz odgovarajuću preinaku, 5-zupčanik se također može okretati.
U stvari, helikoidni zupčanici također mogu izbjeći podrezivanje zupčanika ili smanjiti minimalnu vrijednost zuba pri kojoj dolazi do podrivanja.

Broj 17 je izračunat. Nije da se nekoliko 17 zupčanika ne može okretati, ali ako ima manje od 17 zuba, lako je odrezati dio korijena zupčanika s obrađenom linijom zazora tijekom strojne obrade zupčanika, što se naziva sječenje korijena, što uzrokuje smanjenje u snazi ​​zupčanika. Kako to izračunati, to je potpuno matematički problem. Pozivajući se na gornju formulu, kut stezanja a=20 stupnjeva, a minimalni broj zuba koji se ne podvrgavaju rezanju korijena je 17.
Stajalište Netizena: Može li broj zubaca u zupčaniku biti manji od 17 pitanje je koje vrijedi razmotriti. Kod standardnih zupčanika broj zubaca stvarno ne može biti manji od 17, zašto. Jer kada je broj zubaca manji od 17, zupčanik će doživjeti potkopavanje.
Takozvano rezanje korijena odnosi se na rezanje evolventnog profila zuba korijena zuba rezanjem previše vrha zuba alata za rezanje u korijen zuba zupčanika pod određenim uvjetima pri rezanju zuba generativnom metodom.
metoda generiranja
Generativna metoda (također poznata kao generativna metoda) je metoda strojne obrade zupčanika pomoću principa ovojnice u geometriji. Nakon zadavanja evolventnog profila zuba dva zupčanika i kutne brzine w1 pogonskog kotača, kutna brzina w2 pogonskog kotača može se dobiti spajanjem dvaju profila zuba, i i12=w1/w{{4 }}stalna vrijednost. Jer u zahvatu dva profila zuba, dva podečna kruga prolaze kroz čisto kotrljanje. Tijekom čistog procesa kotrljanja podeonog kruga 1 na podeonom krugu 2, profil zuba zupčanika 1 će zauzeti niz relativnih položaja u odnosu na zupčanik 2, a ovojnica ovog niza relativnih položaja je profil zuba zupčanika 2. To jest, kada se dva podečna kruga podvrgnu čistom kotrljanju, dva evolventna profila zuba mogu se smatrati linijama koje se međusobno omotavaju.
Fenomen rezanja korijena
Razlog rezanja korijena: Kada sjecište linije vrha zuba alata i linije zahvata prijeđe graničnu točku zahvata N1, a alat se nastavi kretati iz položaja II, dio već izrezanog evolventnog profila zuba u korijenu je odrezati.
Posljedice rezanja korijena: zupčanici s jakim rezom korijena, s jedne strane, slabe čvrstoću zuba na savijanje; S druge strane, to će smanjiti pristajanje zupčanog prijenosa, što je vrlo štetno za prijenos. Razlog rezanja korijena: Kada sjecište linije vrha zuba alata i linije zahvata prijeđe graničnu točku zahvata N1, a alat se nastavi kretati iz položaja II, dio već izrezanog evolventnog profila zuba u korijenu je odrezati.
Za nestandardne zupčanike prihvatljivo je imati manje od 17 zuba.