1. Apakah gear?
Gearadalah bahagian mekanikal bergigi yang boleh bercantum antara satu sama lain. Ia digunakan secara meluas dalam penghantaran mekanikal dan keseluruhan medan mekanikal.
2. Sejarah gear
Seawal 350 SM, ahli falsafah Yunani kuno yang terkenal Aristotle merekodkan gear dalam kesusasteraan. Sekitar 250 SM, ahli matematik Archimedes juga menggambarkan dalam kesusasteraan sebuah kereta kerek menggunakan cacing turbin. Gear yang berasal dari BC masih tersimpan di mayat Kaisfern di Iraq sekarang.
Gear mempunyai sejarah yang panjang di China. Menurut rekod sejarah, gear telah digunakan di China purba sejak 400-200 SM. Gear gangsa yang ditemui di Shanxi, China adalah gear tertua yang ditemui setakat ini. Sebagai kereta panduan yang mencerminkan pencapaian sains dan teknologi purba, mekanisme gear digunakan. Mekanisme teras. Semasa Renaissance Itali pada separuh kedua abad ke-15, Leonardo da Vinci yang terkenal serba boleh meninggalkan pencapaian yang tidak dapat dilupakan bukan sahaja dalam budaya dan seni, tetapi juga dalam sejarah teknologi gear. Selepas lebih daripada 500 tahun, gear semasa masih mengekalkan prototaip yang dilakar pada masa itu.
Ia tidak sehingga akhir abad ke-17 orang mula mengkaji bentuk gigi gear yang akan menghantar gerakan dengan betul. Pada abad ke-18, selepas Revolusi Perindustrian Eropah, penggunaan transmisi gear menjadi lebih dan lebih meluas; pertama, gear cycloid telah dibangunkan, dan kemudian gear involute telah dibangunkan. Sehingga awal abad ke-20, gear involute mempunyai kelebihan dalam aplikasi. Sejak itu, gear berubah-ubah, gear arka, gear serong, gear heliks, dll. telah dibangunkan.
Teknologi gear moden telah mencapai: modul gear 0.004-100 mm; diameter gear dari 1 mm hingga 150 meter; kuasa penghantaran sehingga 100,000 kilowatt; kelajuan putaran sehingga 100,000 rpm; kelajuan persisian tertinggi sehingga 300 m/s.
Di peringkat antarabangsa, peranti gear penghantaran kuasa sedang berkembang ke arah pengecilan, kelajuan tinggi dan penyeragaman. Penggunaan gear khas, pembangunan gear planet, dan pembangunan getaran rendah dan gear bunyi rendah adalah beberapa ciri reka bentuk gear.
3. Gear secara amnya dibahagikan kepada tiga kategori
Terdapat banyak jenis gear, dan kaedah pengelasan yang paling biasa adalah mengikut aci gear. Secara amnya dibahagikan kepada tiga jenis: paksi selari, paksi bersilang dan paksi berperingkat.
1) Gear aci selari: termasuk gear taji, gear heliks, gear dalaman, rak dan rak heliks, dsb.
2) Gear aci bersilang: terdapat gear bevel lurus, gear bevel lingkaran, gear bevel sifar darjah, dsb.
3) Gear aci berperingkat: terdapat gear heliks aci berperingkat, gear cacing, gear hypoid, dll.
Kecekapan yang disenaraikan dalam jadual di atas ialah kecekapan penghantaran, tidak termasuk kehilangan galas dan pelinciran kacau. Siratan pasangan gear aci selari dan aci bersilang pada dasarnya bergolek, dan gelongsor relatif adalah sangat kecil, jadi kecekapan adalah tinggi. Pasangan gear aci berperingkat seperti gear heliks aci berperingkat dan gear cacing, kerana ia berputar melalui gelongsor relatif untuk mencapai penghantaran kuasa, kesan geseran adalah sangat besar, dan kecekapan penghantaran dikurangkan berbanding dengan gear lain. Kecekapan gear ialah kecekapan penghantaran gear di bawah keadaan pemasangan biasa. Sekiranya terdapat pemasangan yang salah, terutamanya jika gear serong tidak dipasang pada jarak yang betul, mengakibatkan ralat pada persimpangan kon yang sama, kecekapannya akan menurun dengan ketara.
3.1 Gear dengan aci selari
1) Gear pemacu
Garisan gigi dan garis paksi adalah selari dengan gear silinder. Kerana ia mudah diproses, ia paling banyak digunakan dalam penghantaran kuasa.
2) Rak
Gear berbentuk rak linear yang menyatu dengan gear taji. Ia boleh dianggap sebagai kes khas apabila diameter padang bagi gear taji menjadi tidak terhingga.
3) Gear dalaman
Gear dengan gigi gear dimesin pada bahagian dalam gelang untuk menyatu dengan gear taji. Terutamanya digunakan dalam aplikasi seperti transmisi gear planet dan gandingan gear.
4) Gear heliks
Garisan gigi ialah gear silinder heliks. Ia digunakan secara meluas kerana kekuatannya yang lebih tinggi dan operasi yang lebih lancar daripada gear taji. Teras paksi dijana semasa penghantaran.
5) Rak gear heliks,
Gear bar yang menyatu dengan gear heliks. Ia sepadan dengan keadaan apabila diameter padang gear heliks menjadi tidak terhingga.
6) Peralatan herringbone
Garisan gigi ialah gear yang dibentuk oleh gabungan dua gear heliks tangan kiri dan kanan. Ia mempunyai kelebihan kerana tidak menghasilkan tujahan dalam arah paksi.
3.2 Gear aci bersilang
1) Gear serong lurus
Gear serong yang garisan giginya sama dengan generatriks garisan serong padang. Antara gear serong, ia adalah jenis yang agak mudah untuk dihasilkan. Oleh itu, ia mempunyai pelbagai aplikasi sebagai gear serong untuk penghantaran.
2) Gear serong lingkaran
Garisan gigi ialah gear bevel yang melengkung dengan sudut heliks. Walaupun ia lebih sukar untuk dihasilkan daripada gear serong lurus, ia juga digunakan secara meluas sebagai gear dengan kekuatan tinggi dan bunyi yang rendah.
3) Gear serong sifar darjah
Gear serong melengkung dengan sudut heliks sifar. Kerana ia mempunyai ciri-ciri kedua-dua gear serong lurus dan melengkung, daya pada permukaan gigi adalah sama seperti gear serong lurus.
3.3 Gear aci berperingkat
1) Sepasang cacing silinder
Pasangan cacing silinder ialah istilah umum untuk cacing silinder dan gear cacing yang menyatu dengannya. Operasi senyap dan sepasang tunggal boleh memperoleh nisbah penghantaran yang besar sebagai ciri terbesarnya, tetapi ia mempunyai kelemahan kecekapan rendah.
2) Gear heliks aci berperingkat
Nama pasangan cacing silinder apabila ia dihantar antara aci berperingkat. Boleh digunakan dengan pasangan gear heliks atau pasangan gear heliks dan taji. Walaupun operasinya lancar, ia hanya sesuai digunakan di bawah beban ringan.
3.4 Lain-lain gear khas
1) Alat muka
Gear berbentuk cakera yang boleh menyatu dengan gear taji atau heliks. Penghantaran antara paksi ortogon dan berperingkat.
2) Sepasang cacing berbentuk gendang
Istilah umum untuk cacing berbentuk gendang dan gear cacing yang menyatu dengannya. Walaupun ia lebih sukar untuk dihasilkan, ia boleh menghantar beban yang besar berbanding dengan sepasang cacing silinder.
3) Gear hipoid
Gear kon yang memandu antara aci berperingkat. Gear besar dan kecil diproses secara eksentrik, serupa dengan gear lingkaran, dan prinsip meshing sangat rumit.
4. Istilah asas dan pengiraan dimensi gear
Terdapat banyak istilah dan kaedah ekspresi khusus gear untuk gear. Untuk membolehkan anda memahami gear dengan lebih lanjut, berikut adalah beberapa istilah gear asas yang sering digunakan.
1) Nama setiap bahagian gear
2) Istilah untuk saiz gigi gear ialah modulus
m1, m3, m8... dipanggil modulo 1, modulo 3, modulo 8. Modulus ialah nama biasa di seluruh dunia. Simbol m (modulus) dan nombor (mm) digunakan untuk menunjukkan saiz gigi gear. Lebih besar bilangannya, lebih besar gigi gear.
Di samping itu, di negara yang menggunakan unit imperial (seperti Amerika Syarikat), saiz gigi gear ditunjukkan dengan simbol (diameter pitch) dan nombor (bilangan gigi gear apabila diameter bulatan indeks ialah 1 inci). Contohnya: DP24, DP8, dll. Terdapat juga kaedah panggilan khas yang menggunakan simbol (minggu) dan nombor (milimeter) untuk menunjukkan saiz gigi gear, seperti CP5, CP10.
Pic (p) boleh diperolehi dengan mendarab modulus dengan pi, dan pic ialah panjang antara dua gigi bersebelahan.
Formulanya ialah:
p=pi x modulus=πm
Perbandingan saiz gigi gear modul yang berbeza:
3) Sudut tekanan
Sudut tekanan ialah parameter yang menentukan profil gigi gear. Iaitu, kecondongan permukaan gigi gear. Sudut tekanan ( ) biasanya 20 darjah . Dahulu, gear dengan sudut tekanan 14.5 darjah adalah perkara biasa.
Sudut tekanan ialah sudut yang terbentuk di antara garis jejari dan tangen bentuk gigi pada satu titik (biasanya nod) pada permukaan gigi. Seperti yang ditunjukkan, ialah sudut tekanan. Oleh kerana '= , ' juga ialah sudut tekanan.
Apabila keadaan jaringan gigi A dan gigi B dilihat dari nod:
Gigi A menolak titik B pada nod. Pada masa ini, daya penggerak bertindak pada normal biasa gigi A dan gigi B. Maksudnya, normal biasa ialah arah tindakan daya dan arah tekanan, dan ialah sudut tekanan.
Modulus (m), sudut tekanan ( ) dan bilangan gigi (z) ialah tiga parameter asas gear, dan dimensi setiap bahagian gear dikira berdasarkan parameter ini.
4) Ketinggian gigi dan ketebalan gigi
Ketinggian gigi gear ditentukan oleh modulus (m).
Jumlah ketinggian gigi h=2.25m (= ketinggian akar gigi ditambah ketinggian hujung gigi)
Ketinggian tambahan (ha) ialah ketinggian dari adendum ke garis indeks. ha=1m.
Ketinggian akar (hf) ialah ketinggian dari akar ke garis indeks. hf=1.25m.
Rujukan untuk ketebalan gigi adalah separuh daripada nada gigi. s=πm/2.
5) Diameter gear
Parameter yang menentukan saiz gear ialah diameter bulatan indeks (d) gear. Berdasarkan bulatan indeks, pic gigi, ketebalan gigi, ketinggian gigi, ketinggian hujung gigi dan ketinggian akar gigi boleh ditentukan.
Diameter bulatan indeks d=zm
Diameter tambahan da=d tambah 2m
Diameter bulatan akar df=d-2.5m
Bulatan indeks tidak dapat dilihat secara langsung dalam gear sebenar, kerana bulatan indeks adalah bulatan hipotesis untuk menentukan saiz gear.
6) Jarak tengah dan tindak balas
Apabila bulatan indeks sepasang gear bercantum secara tangen, jarak pusat ialah separuh daripada jumlah diameter dua bulatan indeks.
Jarak tengah a=(d1 campur d2)/2
Dalam siratan gear, tindak balas adalah faktor penting untuk mendapatkan kesan siratan yang licin. Serangan balas ialah jurang antara permukaan gigi sepasang gear apabila ia bercantum.
Terdapat juga jurang dalam arah ketinggian gigi gear. Jurang ini dipanggil Clearance. Kelegaan atas (c) ialah perbezaan antara ketinggian akar gigi gear dan ketinggian atas gigi gear mengawan.
Kelegaan kepala c=1.25m-1m=0.25m
7) Gear heliks
Gear yang diperoleh dengan memutar gigi gear taji secara heliks ialah gear heliks. Kebanyakan geometri gear taji boleh digunakan untuk gear heliks. Terdapat 2 jenis gear heliks mengikut satah datumnya:
End face (shaft right angle) reference (end face modulus/pressure angle>
Datum permukaan normal (sudut tepat gigi) (modulus normal/sudut tekanan)
Hubungan antara modulus muka akhir mt dan modulus biasa mn mt=mn/cos
8) Arah lingkaran dan sesuai
Gear heliks, gear serong lingkaran, dsb., gigi gear adalah heliks, dan arah dan koordinasi heliks adalah pasti. Arah heliks bermaksud apabila paksi tengah gear menghala ke atas dan ke bawah, apabila dilihat dari hadapan, arah gigi gear menghala ke kanan atas ialah [putaran kanan], dan kiri atas ialah [putaran kiri]. Kesesuaian pelbagai gear ditunjukkan di bawah.
5. Profil gear yang paling biasa digunakan ialah profil involute
Jika hanya lilitan luar roda geseran dibahagikan kepada padang yang sama, tonjolan dipasang, dan kemudian mereka bercantum antara satu sama lain dan berputar, masalah berikut akan berlaku:
Titik tangen gigi gear menghasilkan gelinciran
Kelajuan pergerakan titik tangen kadangkala cepat dan kadangkala perlahan
Getaran dan bunyi bising
Gigi gear kedua-duanya senyap dan licin, itulah sebabnya keluk involute dilahirkan.
1) Apa itu involute
Balutkan benang dengan pensel yang dipasang pada satu hujung di sekeliling lilitan luar silinder, dan lepaskan benang secara beransur-ansur semasa benang itu tegang. Pada ketika ini, lengkung yang dilukis oleh pensel ialah lengkung involute. Lingkaran luar silinder dipanggil bulatan tapak.
2) Contoh 8-gear involute gigi
Selepas membahagikan silinder kepada 8 bahagian yang sama, pasangkan 8 pensel dan lukis 8 lengkung involute. Kemudian, putar wayar ke arah yang bertentangan, dan lukis 8 lengkung dengan cara yang sama. Ini ialah gear dengan lengkung involute sebagai bentuk gigi dan bilangan gigi ialah 8.
3) Kelebihan gear involute
Walaupun jarak tengah agak salah, ia boleh disambung dengan betul;
Lebih mudah untuk mendapatkan bentuk gigi yang betul, dan lebih mudah untuk diproses;
Kerana penglibatan bergolek pada lengkung, gerakan putaran boleh dihantar dengan lancar;
Selagi saiz gigi gear adalah sama, satu alat boleh mesin gear dengan bilangan gigi yang berbeza;
Akarnya tebal dan kuat.
4) Bulatan asas dan bulatan indeks
Bulatan pangkal ialah bulatan pangkal yang membentuk bentuk gigi involute. Bulatan indeks ialah bulatan rujukan untuk menentukan saiz gear. Bulatan asas dan bulatan indeks ialah dimensi geometri gear yang penting. Profil gigi involute ialah lengkungan yang terbentuk di bahagian luar bulatan asas. Sudut tekanan ialah sifar darjah pada bulatan tapak.
5) Siratan gear involute
Bulatan rujukan dua gear involvute standard bercantum secara tangensial pada jarak pusat ke pusat standard.
Apabila kedua-dua roda bercantum, ia kelihatan seperti dua roda geseran (Friction wheels) dengan diameter d1 dan d2 sedang memandu. Walau bagaimanapun, jalinan gear involute sebenarnya bergantung pada bulatan asas dan bukannya bulatan indeks.
Titik sentuhan jalinan bagi dua profil gigi gear bergerak pada garisan jalinan mengikut tertib P1-P2-P3. Perhatikan gigi kuning dalam gear pemacu. Untuk tempoh masa selepas gigi ini mula bersirat, gear berada dalam jaringan dua gigi (P1, P3). Siratan diteruskan, dan apabila titik siratan bergerak ke titik P2 pada bulatan indeks, hanya ada satu gigi siratan yang tinggal. Siratan berterusan, dan apabila titik siratan bergerak ke titik P3, gigi gear seterusnya mula siratan pada titik P1, dan keadaan siratan dua gigi terbentuk semula. Sama seperti ini, jaringan dua gigi gear berinteraksi dengan jaringan gigi tunggal untuk menghantar gerakan putaran berulang kali.
Tangen sepunya AB bagi bulatan tapak dipanggil garis pertunangan. Titik siratan gear semuanya berada pada garisan siratan ini.
Ia diwakili oleh imej, seolah-olah tali pinggang disilang ke atas lilitan luar dua bulatan asas untuk melakukan gerakan putaran untuk menghantar kuasa.
6. Anjakan gear terbahagi kepada anjakan positif dan anjakan negatif
Profil gigi gear yang biasa kami gunakan pada umumnya adalah involutes standard. Walau bagaimanapun, terdapat juga beberapa kes di mana gigi gear perlu dialihkan, seperti melaraskan jarak tengah dan menghalang pemotongan bawah pinion.
1) Bilangan gigi dan bentuk gear
Lengkung profil involute berbeza mengikut bilangan gigi. Lebih banyak bilangan gigi, lebih banyak garis lurus lengkung profil gigi. Apabila bilangan gigi bertambah, profil gigi akar gigi menjadi lebih tebal, dan kekuatan gigi gear bertambah.
Seperti yang dapat dilihat dari rajah di atas, untuk gear dengan 10 gigi, sebahagian daripada profil gigi involute pada akar gigi gear digali keluar, mengakibatkan pemotongan terkecil. Walau bagaimanapun, jika anjakan positif digunakan untuk gear dengan gigi z=10, diameter bulatan adendum meningkat dan ketebalan gigi gigi gear ditingkatkan, kekuatan gear yang setara dengan gear dengan 200 gigi boleh diperolehi.
2) Gear anjakan
Rajah di bawah ialah gambar rajah skema anjakan positif gear dengan bilangan gigi z=10. Apabila memotong gigi, pergerakan alat sepanjang arah jejari xm (mm) dipanggil sesaran jejari (dirujuk sebagai sesaran).
xm=anjakan (mm)
x=pekali anjakan
m=modulus (mm)
Perubahan profil gigi melalui anjakan positif. Ketebalan gigi gigi gear meningkat, dan diameter luar (diameter bulatan hujung) juga meningkat. Dengan mengamalkan anjakan positif gear, kejadian undercut (Undercut) dapat dielakkan. Anjakan gear juga boleh mencapai tujuan lain, seperti menukar jarak Pusat, anjakan positif boleh meningkatkan jarak pusat, anjakan negatif boleh mengurangkan jarak pusat.
Sama ada gear anjakan positif atau gear anjakan negatif, terdapat had kepada jumlah anjakan.
3) Anjakan positif dan anjakan negatif
Terdapat anjakan positif dan negatif. Walaupun ketinggian gigi sama, ketebalan gigi berbeza. Gear dengan gigi yang lebih tebal ialah gear anjakan positif, dan gear dengan ketebalan gigi yang lebih nipis ialah gear anjakan negatif.
Apabila jarak tengah kedua-dua gear tidak boleh diubah, anjakan positif gear pinion (elakkan pemotongan terkecil), dan anjakan negatif gear besar, supaya jarak tengah adalah sama. Dalam kes ini, nilai mutlak jumlah anjakan adalah sama.
4) Siratan gear anjakan
Gear standard dirangkai dalam keadaan di mana bulatan indeks setiap gear adalah tangen. Siratan gear yang dialihkan, seperti yang ditunjukkan dalam rajah, adalah siratan tangen pada bulatan padang siratan. Sudut tekanan pada bulatan padang meshing dipanggil sudut meshing. Sudut meshing berbeza daripada sudut tekanan pada bulatan indeks (sudut tekanan bulatan indeks). Sudut meshing adalah faktor penting semasa mereka bentuk gear anjakan.
6) Peranan anjakan gear
Ia boleh menghalang fenomena undercut yang disebabkan oleh bilangan gigi yang kecil semasa pemprosesan; jarak pusat yang diingini boleh diperolehi dengan anjakan; apabila nisbah gear sepasang gear besar, pinion yang terdedah kepada haus boleh disesarkan secara positif, Menjadikan gigi lebih tebal. Sebaliknya, anjakan negatif dilakukan pada gear besar untuk menjadikan ketebalan gigi lebih nipis supaya jangka hayat kedua-dua gear adalah serupa.
7. Ketepatan gear
Gear ialah elemen mekanikal yang menghantar kuasa dan putaran. Keperluan prestasi untuk gear terutamanya termasuk:
Kapasiti penghantaran kuasa yang lebih besar;
Gunakan gear sekecil mungkin;
bunyi rendah;
ketepatan.
Untuk memenuhi keperluan yang dinyatakan di atas, meningkatkan ketepatan gear akan menjadi masalah yang mesti diselesaikan.
1) Klasifikasi ketepatan gear
Ketepatan gear boleh dibahagikan secara kasar kepada tiga kategori:
a) Ketepatan profil gigi involute - ketepatan profil gigi
b) Ketepatan garisan gigi pada permukaan gigi - ketepatan garisan gigi
c) Ketepatan kedudukan gigi/celah
Ketepatan Pengindeksan Gigi Gear—Ketepatan Padang Tunggal
Ketepatan Padang - Ketepatan Padang Terkumpul
Sisihan kedudukan bola yang diapit di antara dua gear dalam arah jejari—ketepatan larian jejari
2) Ralat profil gigi
3) Kesilapan garis gigi
4) Ralat padang
Nilai pic diukur pada bulatan ukuran yang berpusat pada aci gear.
Sisihan pic tunggal (fpt) Perbezaan antara pic sebenar dan pic teori.
Jumlah sisihan terkumpul padang (Fp) ditentukan dengan mengukur sisihan padang keseluruhan roda untuk membuat penilaian. Jumlah nilai amplitud bagi lengkung sisihan kumulatif pic ialah jumlah sisihan pic.
5) Larian jejari (Fr)
Letakkan probe (sfera, silinder) satu demi satu dalam slot gigi, dan ukur perbezaan antara jarak jejarian maksimum dan minimum dari probe ke paksi gear. Kesipian aci gear adalah sebahagian daripada runout jejari.
6) Jumlah sisihan jejari (Fi")
Setakat ini, profil gigi, pic dan ketepatan garis gigi yang telah kami terangkan adalah semua kaedah untuk menilai ketepatan satu gear. Berbeza dengan ini, terdapat juga kaedah ujian meshing permukaan dua gigi untuk menilai ketepatan gear selepas menjalin gear dengan gear ukuran. Permukaan gigi kiri dan kanan gear yang diukur bersentuhan dengan gear pengukur dan berputar untuk bulatan penuh. Perubahan dalam jarak tengah direkodkan. Rajah di bawah menunjukkan keputusan ujian gear dengan 30 gigi. Terdapat sejumlah 30 garisan beralun untuk sisihan komprehensif jejari bagi satu gigi. Jumlah nilai sisihan jejari adalah lebih kurang jumlah sisihan larian jejari dan sisihan komprehensif jejari bagi satu gigi.
7) Korelasi antara pelbagai ketepatan gear
Ketepatan setiap bahagian gear adalah berkaitan. Secara umumnya, larian jejari mempunyai korelasi yang kuat dengan ralat lain, dan korelasi antara pelbagai ralat padang juga sangat kuat.
Adakah anda mempunyai sebarang soalan khusus tentangPerkhidmatan Pemesinan? Hubungi Yogie!Jurutera jualan kami akan bekerjasama dengan anda dari awal hingga akhir untuk memastikan projek anda disiapkan mengikut keperluan anda.
Juga,Yogieadalah pengilang profesional untukperalatan perlombongan, Alat Mesin CNC, danBahagian jenteraselama lebih 20 tahun.
