Desde relojes hasta turbinas de vapor, engranajes de diversos tamaños, grandes y pequeños, se utilizan ampliamente en diversos productos como piezas mecánicas para transmitir energía.Se dice que el tamaño del mercado de engranajes y componentes de engranajes en el mundo ha alcanzado el billón de yuanes y se prevé que continuará desarrollándose rápidamente en el futuro junto con el desarrollo de la industria.
Los engranajes son un tipo de piezas de repuesto que se utilizan ampliamente en la vida, ya sea en aviación, transporte de carga, automóviles, etc.Sin embargo, cuando se diseña y procesa el engranaje, se requiere la cantidad de engranajes.Algunas personas dicen que si tiene menos de 17 dientes, no se puede girar., ¿Sabes por qué?
Entonces ¿por qué 17?¿En lugar de otros números?En cuanto a 17, esto comienza con el método de procesamiento del engranaje, como se muestra en la figura siguiente, un método ampliamente utilizado es utilizar una fresa para cortar.
Al fabricar engranajes de esta manera, cuando el número de dientes es pequeño, se produce un socavado, lo que afecta la resistencia de los engranajes fabricados.Lo que es socavar significa que se ha cortado la raíz...Tenga en cuenta el cuadro rojo en la imagen:
Entonces, ¿cuándo se puede evitar la subcotización?La respuesta es 17 (cuando el coeficiente de altura de la suma es 1 y el ángulo de presión es de 20 grados).
En primer lugar, la razón por la que los engranajes pueden girar es porque se debe formar un par de buenas relaciones de transmisión entre el engranaje superior y el engranaje inferior.Sólo cuando la conexión entre los dos existe, su funcionamiento puede ser una relación estable.Tomando como ejemplo los engranajes involutivos, dos engranajes sólo pueden desempeñar su función si engranan bien.En concreto, se dividen en dos tipos: engranajes rectos y engranajes helicoidales.
Para un engranaje recto estándar, el coeficiente de la altura del apéndice es 1, el coeficiente de la altura del talón del diente es 1,25 y su ángulo de presión debe alcanzar los 20 grados.Cuando se procesa el engranaje, si la base del diente y la herramienta son como dos engranajes iguales.
Si el número de dientes del embrión es inferior a un cierto valor, se extraerá una parte de la raíz del diente, lo que se denomina socavado.Si la socavación es pequeña, afectará la resistencia y estabilidad del engranaje.Los 17 mencionados aquí son para engranajes.Si no hablamos de la eficiencia de trabajo de los engranajes, funcionarán sin importar cuántos dientes tenga.
Además, 17 es un número primo, es decir, el número de solapamientos entre un determinado diente de un engranaje y otros engranajes es mínimo en un determinado número de vueltas, y no permanecerá en este punto por mucho tiempo. cuando se aplica la fuerza.Los engranajes son instrumentos de precisión.Aunque habrá errores en cada marcha, la probabilidad de que el eje de la rueda se desgaste en 17 es demasiado alta, por lo que si es 17, estará bien por un corto período de tiempo, pero no funcionará durante mucho tiempo.
¡Pero aquí viene el problema!Aún quedan muchos engranajes con menos de 17 dientes en el mercado, pero igual giran bien, hay fotos y la verdad!
Algunos internautas señalaron que, de hecho, si se cambia el método de procesamiento, es posible fabricar engranajes de espiral estándar con menos de 17 dientes.Por supuesto, un engranaje de este tipo también es fácil de atascar (debido a la interferencia del engranaje, no puedo encontrar la imagen, por favor decida), por lo que realmente no puede girar.También hay muchas soluciones correspondientes, y el cambio de marcha es el más utilizado (en términos simples, es alejar la herramienta al cortar), y también hay engranajes helicoidales, engranajes cicloidales, etc. Luego está el pancicloide. engranaje.
El punto de vista de otro internauta: todo el mundo parece creer demasiado en los libros.No sé cuántas personas han estudiado a fondo los engranajes en funcionamiento.En la lección de principios mecánicos, no existe una causa fundamental para los engranajes rectos involutos con más de 17 dientes.La derivación del corte se basa en el hecho de que el filete superior R de la cara de inclinación de la herramienta de cremallera para procesar engranajes es 0, pero, de hecho, ¿cómo es posible que las herramientas en la producción industrial no tengan un ángulo R?(Sin el tratamiento térmico de la herramienta de ángulo R, la concentración de tensión de la parte afilada es fácil de romper y es fácil de desgastar o agrietar durante el uso) e incluso si la herramienta no tiene un corte socavado en el ángulo R, el número máximo de dientes puede no ser 17 dientes, por lo que se utilizan 17 dientes como condición de socavado.De hecho, ¡está abierto al debate!Echemos un vistazo a las imágenes de arriba.
Se puede ver en la figura que cuando el engranaje se mecaniza con una herramienta con un ángulo R de 0 en la parte superior de la cara de inclinación, la curva de transición del diente 15 al 18 no cambia significativamente, entonces, ¿por qué? ¿Dijo que el diente 17 comienza con un diente recto evolutivo?¿Qué pasa con la cantidad de dientes que se socavan?
Esta imagen debe haber sido dibujada por estudiantes de ingeniería mecánica con Fan Chengyi.Puede ver la influencia del ángulo R de la herramienta en el corte socavado del engranaje.
La curva equidistante de la epicicloide extendida de color púrpura en la parte de la raíz de la imagen de arriba es el perfil del diente después del corte de la raíz.¿Hasta qué punto se socavará la parte raíz de un engranaje para afectar su uso?Esto está determinado por el movimiento relativo de la parte superior del diente del otro engranaje y la reserva de fuerza de la raíz del diente del engranaje.Si la parte superior del diente del engranaje acoplado no engrana con la parte socavada, los dos engranajes pueden girar normalmente (Nota: la parte socavada es un perfil de diente no involuto, y el engrane de un perfil de diente involuto y un En el caso de un diseño no específico, el perfil del diente involuto generalmente no está conjugado, es decir, interfiere).
En esta imagen, se puede ver que la línea de engrane de los dos engranajes acaba de borrar el círculo de diámetro máximo opuesto a la curva de transición de los dos engranajes (Nota: la parte morada es el perfil del diente involuto, la parte amarilla es el corte socavado parte, la línea de engrane es imposible ingresar por debajo del círculo base, porque no hay involuta debajo del círculo base, y los puntos de engrane de los dos engranajes en cualquier posición están todos en esta línea), es decir, los dos engranajes pueden simplemente engrane normalmente, por supuesto, esto no está permitido en ingeniería, la longitud de la línea de mallado es 142,2, este valor/sección base = grado de coincidencia.
En esta imagen, se puede ver que la línea de engrane de los dos engranajes acaba de borrar el círculo de diámetro máximo opuesto a la curva de transición de los dos engranajes (Nota: la parte morada es el perfil del diente involuto, la parte amarilla es el corte socavado parte, la línea de engrane es imposible ingresar por debajo del círculo base, porque no hay involuta debajo del círculo base, y los puntos de engrane de los dos engranajes en cualquier posición están todos en esta línea), es decir, los dos engranajes pueden simplemente engrane normalmente, por supuesto, esto no está permitido en ingeniería, la longitud de la línea de mallado es 142,2, este valor/sección base = grado de coincidencia.
Otros dijeron: En primer lugar, el planteamiento de esta pregunta es incorrecto.Los engranajes con menos de 17 dientes no afectarán el uso (la descripción de este punto en la primera respuesta es incorrecta, y las tres condiciones para el correcto engrane de los engranajes no tienen nada que ver con el número de dientes), pero 17 dientes en un Cierto En algunos casos específicos, será inconveniente de procesar, aquí hay más para complementar algunos conocimientos sobre engranajes.
Permítanme hablar primero sobre la involuta, la involuta es el tipo de perfil de diente de engranaje más utilizado.Entonces, ¿por qué una involuta?¿Cuál es la diferencia entre esta línea y la línea recta y el arco?Como se muestra en la siguiente figura, es una involuta (aquí solo hay medio diente involuto)
Para decirlo en una palabra, la involuta supone una línea recta y un punto fijo en ella, cuando la línea recta rueda a lo largo de un círculo, la trayectoria del punto fijo.Sus beneficios son obvios cuando dos involutas se engranan entre sí, como se muestra en la figura siguiente.
Cuando las dos ruedas giran, la dirección de acción de la fuerza en el punto de contacto (como M, M') siempre está en la misma línea recta, y esta línea recta se mantiene perpendicular a las dos superficies de contacto en forma de involuta (planos tangentes). ).Debido a la verticalidad, no habrá "deslizamiento" ni "fricción" entre ellos, lo que reduce objetivamente la fuerza de fricción de la malla del engranaje, lo que no solo puede mejorar la eficiencia, sino también prolongar la vida útil del engranaje.
Por supuesto, al ser la forma de perfil dental más utilizada, la evolutiva, no es nuestra única opción.
Además de "socavar", como ingenieros, no sólo debemos considerar si es factible a nivel teórico y si el efecto es bueno, sino que, lo que es más importante, debemos encontrar una manera de hacer que las cosas teóricas salgan a la luz, lo que implica la selección de materiales. , fabricación, precisión, pruebas, etc., etc.
Los métodos de procesamiento comúnmente utilizados para engranajes generalmente se dividen en método de conformación y método de conformación en abanico.El método de formación consiste en cortar directamente la forma del diente fabricando una herramienta correspondiente a la forma del espacio entre los dientes.Esto generalmente incluye fresas, muelas de mariposa, etc.;Comparación del método Fan Cheng Complicado, se puede entender que dos engranajes están engranando, uno de los cuales es muy duro (cuchillo) y el otro todavía está en un estado áspero.El proceso de mallado avanza gradualmente desde una larga distancia a un estado de mallado normal.En este proceso se producen nuevos engranajes mediante corte medio.Si estás interesado, puedes encontrar los “Principios de la Mecánica” para conocerlos en detalle.
El método Fancheng se usa ampliamente, pero cuando el número de dientes del engranaje es pequeño, el punto de intersección de la línea adicional de la herramienta y la línea de engrane excederá el punto límite de engrane del engranaje cortado y la raíz del engranaje a procesar. habrá corte excesivo, debido a que la parte socavada excede el punto límite de engrane, no afecta el engrane normal de los engranajes, pero la desventaja es que debilita la fuerza de los dientes.Cuando estos engranajes se utilizan en ocasiones de trabajo pesado, como cajas de cambios, es fácil romper los dientes del engranaje.La imagen muestra el modelo del engranaje de 2 matrices y 8 dientes después del procesamiento normal (con socavado).
Y 17 es el número límite de dientes calculado según la norma de engranajes de nuestro país.El engranaje con un número de dientes inferior a 17 aparecerá como un "fenómeno de socavado" cuando normalmente se procesa mediante el método Fancheng.En este momento, se debe ajustar el método de procesamiento, como el desplazamiento, como se muestra en la figura Engranaje de 8 dientes de 2 matrices mecanizado para indexación (pequeño corte socavado).
Por supuesto, muchos de los contenidos descritos aquí no son completos.Hay muchas más piezas interesantes en la máquina y hay más problemas en la fabricación de estas piezas en ingeniería.Los lectores interesados tal vez deseen prestar más atención.
Conclusión: Los 17 dientes provienen del método de procesamiento y también depende del método de procesamiento.Si se reemplaza o mejora el método de procesamiento del engranaje, como el método de formación y el procesamiento de desplazamiento (aquí se refiere específicamente al engranaje recto), no se producirá el fenómeno de socavación y no habrá problema con el número límite de 17 dientes.
