Как правильно шестерен или шестерней: Склонение слова шестерня по падежам – единственное и множественное число

О том, какова разница между шестерней и зубчатым колесом, стараются узнать далеко не многие любители автомобилей, а порой многие даже путают данные понятия. В действительности, шестерня и зубчатое колесо во многом похожи между собой, однако принципиальных отличий все же больше.

Что представляет собой шестерня

Шестерня – это небольшое колесико с зубьями, которое крепится к специальной вращающейся оси. Поверхность у шестеренки в данном случае может быть как конической, так и цилиндрической.

Шестеренчатые передачи также имеют свою классификацию:

1. Прямозубые. Наиболее распространенный вид шестеренок, у которых зубья зачастую располагаются в радиальных плоскостях.
2. Скошенные. По-другому этот тип называется еще косозубым, а его использование в ходу у бензо- и электрических инструментов. По отношению к вращающейся оси они находятся под определенным углом.
3. Червячные. Их еще называют спиральными шестернями, которые используются преимущественно для рулевого управления автомобилем.
4. Винтовые. Они имеют зачастую форму цилиндра, а также расположены по всей линии винта. Располагаются такие шестеренки на валах, которые расположены перпендикулярно к вращающейся оси.

Данные разновидности являются наиболее распространенными, однако далеко не единственными, поэтому используемый вид напрямую соотносится с тем, какую функцию он должен будет выполнять.

При этом каждая шестеренка имеет определенное количество зубьев, что определяется ее назначением. Разница между количеством используемых зубьев необходима, поскольку благодаря этому фактору появляется возможность регулировать обороты вала и крутящийся момент. Шестеренки также разделяются на ведущие и ведомые. Ведущей называется та шестерня, к которой вращательный момент подводится снаружи, а ведомой – та, с которой она снимается.

Что представляет собой зубчатое колесо

Зубчатое колесо во многом напоминает шестеренку, поэтому многие механики или люди с техническим образованием формальной разницы между ними не видят, если дело не касается каких-то конкретных моментов работы.

Зубчатое колесо является колесом с небольшими зубчиками, которые выпирают в разные стороны. Основная ее задача – это придавать вращательное движение другим деталям, к которым присоединено данное зубчатое колесо. Внешне такое колесо выглядит как диск с конической или цилиндрической поверхностью, а зубчики располагаются на разном расстоянии друг от друга. Причем количество зубьев может сильно разниться, все зависит от того, чему именно служит то или иное колесо, какова его основная задача.

Использование зубчатых колес также нередко осуществляется парами, чтобы все процессы проходили максимально равномерно и спокойно. Задача любого вращательного механизма, в котором используется зубчатое колесо – это преобразование определенного количества оборотов во вращательный момент. Количество зубьев на колесе сильно влияет на то, насколько плавной будет передача, поэтому, чем их больше, тем более плавной будет скорость передачи. В том случае, если диаметр зубчатого колеса несколько больше, чем ведомая шестерня, то вращательный момент ведомого элемента может, как уменьшаться, так и увеличиваться, все зависит от скорости вращения.

В чем заключаются сходства между шестерней и зубчатым колесом

Между шестерней и зубчатым колесом можно отметить несколько схожих моментов:

• Как и шестерня, зубчатое колесо может быть как ведомым, так и ведущим элементом в общей системе.
• У шестерни и у зубчатого колеса форма может быть как цилиндрической, так и конической, все зависит от той функции, которую конкретная деталь выполняет.
• При помощи шестеренки и зубчатого колеса можно маневрировать на почве скорости вращательного элемента, либо уменьшая ее, либо увеличивая.
• Шестеренки и зубчатые колеса одинаково эффективно можно использовать на электрических и бензоинструментах, однако больше всего используют именно шестеренки, так как они обеспечивают устойчивость механизма.
• Шестеренка и зубчатое колесо могут использоваться для запуска вращательных осей.

Внешние сходства между шестеренкой и зубчатым колесом обоснованы также еще тем, что зачастую эти два элемента могут выполнять схожие функции и быть взаимозаменяемыми в определенных системах и механизмах.

В чем заключаются отличия между шестеренкой и зубчатым колесом

Между шестеренкой и зубчатым колесом при детальном рассмотрении имеются определенные различия:

1. Зубчатые колеса используются в механизмах посложнее, тогда как шестеренки – это, как говорится, мастера на все руки.
2. Используются шестеренки преимущественно парами, тогда как зубчатое колесо можно использовать в том или ином механизме в единственном экземпляре.
3. Размеры ведомых шестерен и зубчатых колес могут сильно отличаться друг от друга. Зачастую зубчатое колесо имеет больший диаметр, чем шестеренка, особенно, если используется в мощных системах.

Исходя из всех вышеприведенных фактов, можно сказать, что по своему функционалу шестеренка и зубчатое колесо является примерно одним и тем же элементом. Различия между ними могут быть заметны только в каких-то сложных механизмах, так как они по-разному воздействуют на результат, однако большинство людей, имевших с этим дело, нередко утверждают, что формальной разницы между данными элементами нет.

Как правильно измерить шестеренку

1. Первое, что стоит отметить – это то, что замерять обязательно надо штангенциркулем (Как пользоваться штангенциркулем смотреть в отдельной статье). Никакие линейки и другие неточные инструменты измерения не допускаются, если мы, конечно, хотим, чтобы шестеренка работала. Измерять нужно с указанием десятых долей миллиметра, например 56,4мм. Ошибка в десятых долях миллиметра может привести к тому, что шестерня будет либо недозацепляться, либо клинить. Обычно для пластиковых шестеренок точности в десятую долю миллиметра вполне достаточно для хорошей работы.
2. Подавляющее количество шестерней имеют эвольвентное зацепление, поэтому никакую высоту зуба замерять не нужно. Вполне достаточно измерить наружный диаметр по вершинам зубьев (Da) и посчитать количество зубов(Z). Далее наши специалисты сами рассчитают остальные параметры зуба. Если шестеренка двухрядная, то параметры Da и Z замеряем на каждый диаметр.
3. Необходимо замерить ширину шестерни (h). Если шестерня двухрядная, то замеряем ширину каждого уровня (h2 и h3).
4. Далее замеряем вал, на котором вращается шестерня. Именно вал, а не отверстие. Дело в том, что отверстие обычно замеряется с погрешностью, также если оно сильно изношено и развальцевалось, то вы получите неправильный результат. Зная точный (с указанием десятых долей миллиметра) вал, мы сами сделаем отверстие такое, чтобы шестерня свободно скользила на валу, но не люфтила.
5. Если есть какие-то выступающие части или внутренние полости, которые необходимо изготовить, то нужно сделать эскиз от руки и проставить необходимые размеры. Но часто бывает, что в оригинальных шестернях много лишних полостей, углублений или отверстий, которые не являются обязательными для работы шестерни. Их используют производители для экономии пластика, когда шестерня отливается в пресс-форме. Такие отверстия мы рекомендуем не делать. Для того, чтобы понять – нужны они или нет, нужно посмотреть узел, в котором работает шестерня. Если в эти отверстия ничего не вставляется и не крепится, скорее всего, они не нужны. Если вы не в состоянии сами оценить что нужно, а что не нужно, просто пришлите нам фотографию вашей шестеренки и наши специалисты всегда подскажут что нужно замерить. Ниже показаны примеры необходимых отверстий и тех, которые делать не нужно.  Ниже представлена схема замера простой двухрядной шестеренки, у которой плоское дно (без углублений и выступающих частей, как с ними замерять будет рассмотрено дальше).

Схема замера

Но не всегда бывает, что у двухрядной шестерни дно плоское. Чаще это не так. И если на это не обратить внимание, то произойдет ошибка в расчете высоты шестерни. И она будет либо болтаться и тем самым выходить из зацепления, либо не влезет по высоте в редуктор и он не закроется. Бывает три разных случая (см. схему ниже).

Тип А. Втулка, на которую опирается шестерня в редукторе, ниже плоскости шестерни. Важно замерить размеры d3 и hв.

Тип В. Втулка, на которую опирается шестерня в редукторе, совпадает с нижней плоскостью шестерни (заподлицо).

Тип С. Втулка, на которую опирается шестерня в редукторе выше плоскости шестерни. Важно замерить размер hв.

Когда вы определили к какому типу относится ваша шестерня, используйте схему замера и таблицу для этого типа.

• Схема замера для типа А

• Схема замера для типа B такая же, как и для той, у которой плоское дно. В данном впадину изготовлять не нужно.
• Схема замера для типа C

В номенклатуре шестеренок нашего интернет-магазина http://vseshesterenki.ru/ и Лаборатории Пластика http://plasticlab.ru/ есть большое количество шестерней для разных применений. Если вы не нашли нужную на сайте, мы можем изготовить по вашим замерам или сломанным образцам. Обращайтесь к нашим менеджерам по телефону +7(985)444-11-20, а также Viber, WhatsApp,Telegram, Skype. Мы осуществляем доставку по всей России и по всему миру.

типов шестерен | Бесплатная инструкция по передаче

Что такое шестерня?

Зубчатая передача — это разновидность элемента машины, в которой зубья нарезаны на цилиндрические или конусообразные поверхности с равным интервалом. Зацепляя пару этих элементов, они используются для передачи вращений и сил от ведущего вала к ведомому валу. Шестерни можно разделить по форме на эвольвентные, циклоидальные и трохоидальные. Кроме того, они могут быть классифицированы по положению валов как шестерни с параллельными валами, шестерни с пересекающимися валами и шестерни с непараллельными и непересекающимися валами.История шестеренок давняя, и использование шестерен уже появилось в Древней Греции до нашей эры. в сочинении Архимеда.

Ящик для образцов различных типов шестерен

Типы шестерен

Различные типы шестерен

Существует много типов зубчатых колес, таких как прямозубые, косозубые, конические, червячные, зубчатые рейки и т. Д. Их можно в целом классифицировать, глядя на положения осей, таких как параллельные валы, пересекающиеся валы и непересекающиеся валы. .

Необходимо точно понимать различия между типами шестерен, чтобы обеспечить передачу необходимой силы в механических конструкциях. Даже после выбора общего типа важно учитывать такие факторы, как: размеры (модуль, количество зубьев, угол наклона спирали, ширина торца и т. Д.), Стандарт класса точности (ISO, AGMA, DIN), необходимость шлифования зубьев. и / или термообработка, допустимый крутящий момент и эффективность и т. д.

Помимо этой страницы, мы представляем более подробную техническую информацию о редукторе в разделе «Знание передач» (отдельная страница в формате PDF).В дополнение к списку, приведенному ниже, каждый раздел, например червячная передача, зубчатая рейка, коническая шестерня и т. Д., Имеет собственное дополнительное пояснение относительно соответствующего типа шестерни. Если PDF-файл просматривать сложно, обратитесь к этим разделам.

Лучше всего начать с общих знаний о типах шестерен, как показано ниже. Но помимо них есть и другие типы, такие как торцовая шестерня, шестеренчатая шестерня (двойная косозубая шестерня), коронная шестерня, гипоидная шестерня и т.д.

• Цилиндрическая шестерня

  Шестерни с цилиндрическими делительными поверхностями называются цилиндрическими шестернями.Цилиндрические зубчатые колеса относятся к группе зубчатых колес с параллельными валами и представляют собой цилиндрические зубчатые колеса с прямой линией зубьев, параллельной валу. Цилиндрические зубчатые колеса являются наиболее широко используемыми зубчатыми колесами, которые могут обеспечить высокую точность при относительно простых производственных процессах. Они обладают отсутствием нагрузки в осевом направлении (осевая нагрузка). Большая из пары зацеплений называется шестерней, а меньшая — шестерней.
  Щелкните здесь, чтобы выбрать цилиндрические зубчатые колеса
  Эскиз прямозубой шестерни

• Helical Gear

  Цилиндрические шестерни используются с параллельными валами, аналогично цилиндрическим зубчатым колесам, и представляют собой цилиндрические шестерни с кривыми зубьями.У них лучшее зацепление зубьев, чем у прямозубых шестерен, они обладают превосходной бесшумностью и могут передавать более высокие нагрузки, что делает их пригодными для применения на высоких скоростях. При использовании косозубых шестерен они создают осевую силу в осевом направлении, что требует использования упорных подшипников. Винтовые шестерни бывают с правым и левым скручиванием, требуя встречных шестерен для зацепляющейся пары.
  Нажмите здесь, чтобы выбрать косозубые шестерни
  Эскиз косозубой шестерни

• Зубчатая рейка

  Зубья одинакового размера и формы, нарезанные на равные расстояния вдоль плоской поверхности или прямого стержня, называются зубчатой ​​рейкой.Зубчатая рейка представляет собой шестерню цилиндрической формы с бесконечным радиусом шагового цилиндра. Взаимодействуя с цилиндрической шестерней, он преобразует вращательное движение в поступательное. Зубчатые рейки можно разделить на прямые зубчатые рейки и косозубые зубчатые рейки, но обе имеют прямые линии зубьев. Обрабатывая концы зубчатых реек, можно стыковать зубчатые рейки встык.
  Нажмите здесь, чтобы выбрать зубчатую стойку
  Эскиз зубчатой ​​рейки

• Коническая шестерня

  Коническая шестерня имеет форму конуса и используется для передачи усилия между двумя валами, которые пересекаются в одной точке (пересекающиеся валы).Коническая шестерня имеет конус в качестве передней поверхности, а ее зубья нарезаны по конусу. Типы конических зубчатых колес включают прямые конические зубчатые колеса, косозубые конические зубчатые колеса, спирально-конические зубчатые колеса, косозубые зубчатые колеса, угловые конические зубчатые колеса, коронные зубчатые колеса, конические зубчатые колесные зубчатые колеса и гипоидные шестерни.
  Нажмите здесь, чтобы выбрать конические шестерни
  Эскиз конической шестерни

• Спирально-коническая шестерня

  Спирально-коническая шестерня — это коническая шестерня с изогнутыми зубьями. Благодаря более высокому коэффициенту контакта зубьев они превосходят прямые конические шестерни по эффективности, прочности, вибрации и шуму.С другой стороны, их труднее производить. Кроме того, поскольку зубья изогнуты, они создают осевые силы в осевом направлении. В спирально-конических зубчатых колесах зубчатые колеса с нулевым углом закручивания называются коническими зубчатыми колесами с нулевым углом поворота.
  Щелкните здесь, чтобы выбрать спиральные конические шестерни
  Эскиз спирально-конической шестерни

• Винтовая шестерня

  Винтовая шестерня — это пара одинаковых ручных косозубых шестерен с углом поворота 45 ° на непараллельных, непересекающихся валах.Поскольку контакт зубьев является точечным, их несущая способность мала, и они не подходят для передачи большой мощности. Поскольку мощность передается за счет скольжения поверхностей зубьев, при использовании винтовых передач необходимо обращать внимание на смазку. Нет никаких ограничений по сочетанию количества зубов.
  Нажмите здесь, чтобы выбрать винтовые шестерни
  Эскиз винтовой передачи

• Mitre Gear

  Miter Gear — конические шестерни с передаточным числом 1.Они используются для изменения направления передачи мощности без изменения скорости. Есть прямая и спирально-угловая шестерни. При использовании спирально-угловых шестерен необходимо рассмотреть возможность использования упорных подшипников, поскольку они создают силу тяги в осевом направлении. Помимо обычных косозубых шестерен с углами вала 90 °, косозубые шестерни с любыми другими углами вала называются угловыми косозубыми шестернями.
  Нажмите здесь, чтобы выбрать Miter Gears
  Эскиз митры шестерен

• Червячная передача

  Винт, вырезанный на валу, является червяком, сопряженная шестерня — червячным колесом, а вместе на непересекающихся валах называется червячной передачей.Червяки и червячные колеса не ограничиваются цилиндрическими формами. Есть песочные часы, которые могут увеличить коэффициент контакта, но производство становится более сложным. Из-за скользящего контакта поверхностей шестерен необходимо уменьшить трение. По этой причине, как правило, для червяка используется твердый материал, а для червячного колеса — мягкий материал. Несмотря на низкую эффективность из-за скользящего контакта, вращение происходит плавно и тихо. Когда угол подъема червяка мал, он создает функцию самоблокировки.
  Нажмите здесь, чтобы выбрать червячные передачи
  Эскиз червячной передачи

• Внутренняя шестерня

  Внутренняя шестерня имеет зубья, нарезанные внутри цилиндров или конусов, и соединена с внешними шестернями. В основном внутренние шестерни используются для планетарных зубчатых передач и зубчатых муфт валов. Существуют ограничения в количестве различий между зубьями между внутренними и внешними зубчатыми колесами из-за эвольвентного натяга, трохоидного натяга и проблем триммирования.Направления вращения внутреннего и внешнего зубчатых колес в зацеплении одинаковы, в то время как они противоположны, когда два внешних зубчатых колеса находятся в зацеплении.
  Нажмите здесь, чтобы выбрать внутренние шестерни
  Эскиз внутренней шестерни

Обзор шестерен

(Важная терминология и номенклатура передач на этом рисунке)

• Червь
• Червячное колесо
• Внутренняя шестерня
• Зубчатая муфта
• Шестерня винтовая
• Эвольвентные шлицевые валы и втулки
• Угловая шестерня
• Цилиндрическая шестерня
• Цилиндрическая шестерня
• Трещотка
• Собачка
• Стеллаж
• Шестерня
• Шестерня прямая коническая
• Спирально-коническая шестерня

Есть три основных категории шестерен в соответствии с ориентацией их осей

Конфигурация:

1. Параллельные оси / прямозубая шестерня, косозубая шестерня, зубчатая рейка, внутренняя шестерня
2. Пересекающиеся оси / угловая шестерня, прямая коническая шестерня, спирально-коническая шестерня
3. Непараллельные, непересекающиеся оси / винтовая передача, червячная передача, червячная передача (червячное колесо)
4. Прочее / Эвольвентный шлицевой вал и втулка, зубчатая муфта, собачка и трещотка

Разница между шестерней и звездочкой

Проще говоря, шестерня входит в зацепление с другой шестерней, в то время как звездочка зацепляется с цепью, а не шестерней.Помимо звездочки, предмет, который чем-то похож на шестеренку, является храповым механизмом, но его движение ограничено одним направлением.

Классификация типов зубчатых колес с точки зрения позиционных соотношений присоединяемых валов

1. Когда два вала шестерен параллельны (параллельные валы)
   Цилиндрическая шестерня, реечная, внутренняя шестерня, косозубая шестерня и т. Д.
   Как правило, они имеют высокий КПД передачи.
2. Когда два вала шестерен пересекаются друг с другом (пересекающиеся валы)
   Коническая шестерня относится к этой категории.
   Обычно они обладают высокой эффективностью передачи.
3. Когда два вала шестерен не параллельны или не пересекаются (смещенные валы)
   Червячная передача и винтовая передача относятся к этой группе.
   Из-за скользящего контакта эффективность передачи относительно низкая.

Класс точности шестерен

Когда типы шестерен группируются по точности, используется класс точности. Класс точности определяется стандартами ISO, DIN, JIS, AGMA и т. Д.Например, JIS определяет погрешность шага каждого класса точности, погрешность профиля зуба, отклонение спирали, погрешность биения и т. Д.

Наличие шлифовального круга

Наличие шлифовки зубьев сильно влияет на работоспособность шестерен. Поэтому при рассмотрении типов шестерен шлифование зубьев является важным элементом, который следует учитывать. Шлифовка поверхности зубьев делает шестерни более тихими, увеличивает передаточную способность и влияет на класс точности. С другой стороны, добавление процесса шлифования зубьев увеличивает стоимость и подходит не для всех шестерен.Чтобы добиться высокой точности, кроме шлифовки, существует процесс, называемый бритьем с использованием бритвенных ножей.

Виды формы зуба

Чтобы широко классифицировать типы зубчатых колес по форме зуба, различают эвольвентную форму зуба, форму циклоидного зуба и форму трохоидного зуба. Среди них чаще всего используется эвольвентная форма зуба. Их легко производить, и они обладают способностью правильно соединяться, даже когда расстояние между центрами немного отклоняется. Циклоидная форма зуба в основном используется в часах, а трохоидная форма зуба — в насосах.

Создание шестерен

Эта статья воспроизводится с разрешения автора.
Масао Кубота, Хагурума Нюмон, Токио: Ohmsha, Ltd., 1963.

Шестерни — это колеса с зубьями, которые иногда называют зубчатыми колесами.

Шестерни — это механические компоненты, которые передают вращение и мощность от одного вала к другому, если каждый вал имеет выступы (зубья) соответствующей формы, равномерно распределенные по его окружности, так что при вращении следующий зуб входит в пространство между зубьями другого. вал.Таким образом, это элемент машины, в котором вращательная сила передается поверхностью зуба первичного двигателя, толкающей поверхность зуба ведомого вала. В крайнем случае, когда одна сторона представляет собой линейное движение (это можно рассматривать как вращательное движение вокруг бесконечной точки), это называется стойкой.

Существует множество способов передачи вращения и мощности от одного вала к другому, например, посредством трения качения, передачи намотки и т. Д. Однако, несмотря на простую конструкцию и относительно небольшой размер, шестерни имеют много преимуществ, таких как надежность передачи, точное угловое соотношение скорости, длительный срок службы и минимальные потери мощности.

От небольших часов и прецизионных измерительных приборов (приложения для передачи движения) до больших шестерен, используемых в морских системах передачи (приложения для передачи энергии), шестерни широко используются и считаются одним из важных механических компонентов наряду с винтами и подшипниками.

Есть много типов шестерен. Однако самые простые и часто используемые шестерни — это те, которые используются для передачи определенного передаточного числа между двумя параллельными валами на определенном расстоянии.В частности, наиболее популярными являются шестерни с зубьями, параллельными валам, как показано на рисунке 1.1, так называемые цилиндрические шестерни.

[Рисунок 1.1 Цилиндрические зубчатые колеса]

Самый простой способ передачи определенного передаточного отношения угловой скорости между двумя параллельными валами — это привод трения качения. Это достигается, как показано на рис. 1.2, за счет наличия двух цилиндров с диаметрами, обратными передаточному отношению, находящихся в контакте и вращающихся без проскальзывания (если два вала вращаются в противоположных направлениях, контакт находится снаружи; направление, контакт внутри).То есть вращение достигается за счет силы трения контакта качения. Однако избежать некоторого пробуксовки невозможно и, как следствие, нельзя надеяться на надежную передачу. Для получения большей передачи мощности требуются более высокие контактные силы, что, в свою очередь, приводит к высоким нагрузкам на подшипники. По этим причинам такое устройство не подходит для передачи большого количества энергии. В результате была изобретена идея создания подходящей формы зубьев, равномерно расположенных на поверхностях качения цилиндров, таким образом, чтобы по крайней мере одна пара или более зубцов всегда находились в контакте.Сдвигая зубья ведущего вала зубцами ведущего вала, обеспечивается надежная передача. Это называется цилиндрической шестерней, а контрольный цилиндр, на котором вырезаны зубья, — это цилиндр шага. Цилиндрические зубчатые колеса представляют собой один из видов цилиндрических зубчатых колес.

[Рисунок 1.2 Шаговые цилиндры]

Когда два вала пересекаются, ориентирами для нарезания зубьев являются конусы, контактирующие с качением. Это конические шестерни, как показано на рисунке 1.3, где основной конус, на котором вырезаны зубья, называется продольным конусом. (Рисунок 1.4).

[Рисунок 1.3 Конические шестерни]

[Рисунок 1.4 Шаговые конусы]

Когда два вала не параллельны и не пересекаются, искривленных поверхностей, контактирующих с качением, не существует. В зависимости от типа зубчатых колес зубья создаются на паре опорных контактирующих вращающихся поверхностей. Во всех случаях необходимо настроить профиль зуба таким образом, чтобы относительное движение контактирующих поверхностей шага совпадало с относительным движением зацепления зубьев на контрольных криволинейных поверхностях.

Когда шестерни рассматриваются как твердые тела, для того, чтобы два тела сохраняли заданное угловое соотношение скоростей при контакте на поверхностях зубьев, не сталкиваясь друг с другом и не разделяясь, необходимо, чтобы общие нормальные компоненты скорости передачи две шестерни в точке контакта должны быть равны. Другими словами, в этот момент нет относительного движения поверхностей шестерни в направлении общей нормали, и относительное движение существует только вдоль контактной поверхности в точке контакта.Это относительное движение есть не что иное, как скольжение поверхностей шестерен. Поверхности зубьев, за исключением особых точек, всегда связаны с так называемой передачей скользящего контакта.

Для того, чтобы формы зубов удовлетворяли условиям, как объяснено выше, использование огибающей поверхности может привести к желаемой форме зуба в качестве общего метода.

Теперь укажите одну сторону поверхности шестерни A как криволинейную поверхность FA и задайте обеим шестерням заданное относительное вращение.Затем в системе координат, прикрепленной к шестерне B, рисуется группа последовательных положений поверхности шестерни FA. Теперь подумайте об огибающей этой группы кривых и используйте ее как поверхность FB зубьев шестерни B. Тогда из теории огибающих поверхностей ясно, что две поверхности зубчатых колес находятся в постоянном линейном контакте, и эти две шестерни будут иметь желаемое относительное движение.

Также возможно привести к форме зубов следующим методом. Рассмотрим, помимо пары шестерен A и B с заданным относительным движением, третью воображаемую шестерню C в зацеплении, где A и B находятся в зацеплении, и придайте ей поверхность FC произвольной формы (изогнутая поверхность только без тела зуба) и соответствующее относительное движение.

Теперь, используя метод, как и раньше, из воображаемого зацепления шестерни A с воображаемой шестерней C, получите форму зуба FA как огибающую формы зуба FC. Обозначим линию соприкосновения поверхностей зубьев FA и FC как IAC. Аналогичным образом получают контактную линию IBC и поверхность FB зубьев из воображаемого зацепления шестерни B и воображаемой шестерни C. Таким образом, поверхности FA и FB зубьев получаются посредством FC. В этом случае, если линии контакта IAC и IBC совпадают, шестерни A и B находятся в прямом контакте, а если IAC и IBC пересекаются, шестерни A и B будут иметь точечный контакт на этом пересечении.

Это означает, что с помощью этого метода можно получить как формы зубьев точечного контакта, так и формы зубьев линейного контакта.

Однако существуют ограничения для геометрически полученных форм зубов, как объяснено выше, особенно когда тела зубьев поверхностей FA и FB вторгаются друг в друга или когда эти области не могут использоваться в качестве зубных форм. Это вторжение одного тела зуба в другой называется интерференцией профилей зубов.

Как ясно из приведенного выше объяснения, теоретически существует множество способов изготовления зубных форм, которые создают заданное относительное движение.Однако в действительности учет зубчатого зацепления, прочности формы зуба и сложности нарезания зуба ограничит использование таких форм зубьев до нескольких.

Технические данные Free Gear доступны в формате PDF.

KHK предлагает бесплатно книгу «Технические данные редуктора» в формате PDF. Эта книга очень полезна для изучения шестерен и передач. В дополнение к типам зубчатых колес и терминологии зубчатых колес в книгу также включены разделы, касающиеся профиля зуба, расчетов размеров, расчетов на прочность, материалов и термической обработки, идей о смазке, шумах и т. Д.Из этой книги вы узнаете много нового о снаряжении.

Способы использования шестерен в ситуациях механического проектирования

Шестерни в основном используются для передачи энергии, но, исходя из идей, они могут использоваться в качестве элементов машин по-разному. Ниже представлены некоторые способы.

1. Захватывающий механизм
   Используйте две прямозубые шестерни одного диаметра в зацеплении, чтобы при реверсировании ведущей шестерни ведомая шестерня также реверсировалась. Используя это движение, вы можете получить механизм захвата заготовки.За счет регулировки угла раскрытия захватного кулачка можно разместить заготовки различных размеров, что обеспечивает универсальную конструкцию захватного механизма.
2. Механизм прерывистого движения
   Существует Женевский механизм в качестве механизма прерывистого движения. Однако из-за необходимости в специализированных механических компонентах он стоит дорого. Используя шестерни с отсутствующими зубьями, можно получить недорогой и простой прерывистый механизм.
   Под шестерней с отсутствующими зубьями мы понимаем шестерню, у которой любое количество зубьев шестерни удалено от корней.Шестерня, которая сопряжена с шестерней с отсутствующими зубьями, будет вращаться до тех пор, пока она находится в зацеплении, но остановится, как только встретит часть с отсутствующими зубьями ведущей шестерни. Однако его недостаток состоит в том, что он переключается при приложении внешней силы, когда шестерни выключены. В этих случаях необходимо поддерживать его положение, например, с помощью фрикционного тормоза.
3. Специальный механизм передачи мощности
   Установив одностороннюю муфту (механизм, который позволяет вращательное движение только в одном направлении) на одной ступени зубчатой ​​передачи редуктора скорости, вы можете создать механизм, который передает движение в одном направлении, но на холостом ходу. наоборот.
   Используя этот механизм, вы можете создать систему, которая управляет двигателем, когда электроэнергия включена, но когда мощность отключается, он перемещает выходной вал за счет силы пружины.
   За счет внутренней установки пружины (спиральной пружины кручения или спиральной пружины), которая наматывается в направлении вращения в зубчатой ​​передаче, редуктор скорости приводится в действие по мере наматывания пружины. Как только пружина полностью заведена, двигатель останавливается, и встроенный в двигатель электромагнитный тормоз удерживает это положение.
   Когда электричество отключено, тормоз отпускается, и сила пружины приводит в движение шестерню в направлении, противоположном тому, в котором работал двигатель.Этот механизм используется для закрытия клапанов при отключении питания (аварийный) и называется «аварийным запорным клапаном с пружинным возвратом».

Почему сложно получить необходимые шестерни?

Нет стандарта на саму шестерню

Шестерни используются во всем мире с древних времен во многих областях и являются типичными компонентами элементов машин. Однако, что касается класса точности шестерен, в различных странах существуют промышленные стандарты, такие как AGMA (США), JIS (Япония), DIN (Германия) и т. Д.С другой стороны, нет стандартов в отношении факторов, которые в конечном итоге определяют [саму зубчатую передачу], таких как ее форма, размер, диаметр отверстия, материал, твердость и т. Д. В результате нет единого подхода, но это сбор фактических спецификаций зубчатых колес, выбранных отдельными разработчиками, которые подходят для дизайна их машин или тех, которые определены отдельными производителями зубчатых колес.

Существует множество спецификаций передач

Как упоминалось выше, существует множество спецификаций передач.За исключением очень простых шестерен, не будет преувеличением сказать, что существует столько же видов, сколько и мест, где используются шестерни. Например, среди многих зубчатых колес, когда угол давления, шаг зуба и количество зубьев совпадают, существует много других спецификаций, которые определяют зубчатые колеса, такие как размер отверстия, ширина торца, термообработка, окончательная твердость, шероховатость поверхности после шлифования, наличие вала и т. д. Можно сказать, что вероятность того, что две шестерни будут совместимы, мала.Это одна из причин, почему (например, при поломке шестерни) трудно получить замену.

Невозможно получить желаемую передачу

Иногда бывает, что вы не можете получить замену изношенной или сломанной шестерни в том месте, где используется машина. В этом случае в большинстве случаев нет проблем, если есть руководство или список деталей для машины, который содержит чертеж, необходимый для изготовления шестерни. Также нет проблем, если есть возможность связаться с производителем станка и что производитель может поставить необходимое оборудование.К сожалению, во многих случаях:
— В руководстве станка не показан чертеж шестерни как таковой.
— Невозможно получить только шестерню от производителя станка и т. Д.
По таким причинам трудно получить необходимую снаряжение. В этих случаях возникает необходимость составить производственный чертеж сломанной шестерни. Это часто бывает сложно без специальных знаний в области техники. Ситуация часто бывает такой же сложной для производителей зубчатых передач из-за недостатка данных о них.Кроме того, для создания рисунка из сломанного механизма требуется много инженерных кадров, и это поднимает вопрос о том, кто будет нести эти затраты.

Когда требуется только одна передача, стоимость производства высока

Когда машина, использующая шестерню, производится серийно, то также и шестерня, которая изготавливается для определенного размера партии, что позволяет распределять удельную стоимость шестерни за счет экономии на масштабе. С другой стороны, пользователи, использующие машину после ее изготовления, и когда одна или две шестерни нуждаются в замене, они часто сталкиваются с высокими производственными затратами, из-за чего стоимость окончательного ремонта иногда бывает очень высокой.Короче говоря, разница в двух методах производства (массовое или мелкосерийное) сильно влияет на стоимость снаряжения. Например, покупка 300 зубчатых колес за один выстрел для проекта по производству нового оборудования (изготовление 300 зубчатых колес одной партией) по сравнению с покупкой одного запасного механизма позже (с производственной партией в 1 штуку) имеет огромную разницу в стоимости единицы продукции. Такая же ситуация на этапе проектирования новой машины, когда для прототипа требуется одна шестерня с такой же высокой стоимостью.

Возможность использования стандартных передач

Если при проектировании новой машины характеристики используемых шестерен могут быть согласованы с характеристиками стандартных шестерен изготовителя шестерен, упомянутые выше проблемы могут быть решены. Таким способом:

• Вы можете избежать этапа конструирования новых шестерен при конструировании станка
• Вы можете использовать 2D / 3D модели САПР, чертежи деталей для печати, расчеты прочности и т. Д., Предоставленные производителем шестерен.
• Даже если вам нужна только одна шестерня в качестве пробной, стандартные шестерни обычно производятся серийно производителем шестерен по разумной цене.

Кроме того, когда шестерня в используемом механизме нуждается в замене, если ее технические характеристики аналогичны характеристикам зубчатого колеса, может быть возможно заменить ее на стандартную шестерню отдельно или на стандартную шестерню с дополнительной работой. В этой ситуации также можно избежать неудобств, связанных с выполнением следующих задач:

• Посмотреть чертежи
• Создание новых чертежей
• Ищите подрядчика для изготовления шестерни
• Примите высокую стоимость штучного производства

Ссылки по теме:
Знать о типах шестерен и соотношениях между двумя валами
Номенклатура шестерен
Калькулятор шестерен
Типы и характеристики шестерен
Типы шестерен и терминология
Зубчатая рейка и шестерня

Базовая терминология и расчет зубчатых передач

2. Терминология и расчет базовой передачи / Давайте изучим основы технологии базовой передачи!

Размер шестерни, угол сжатия, количество зубьев… мы вводим базовую терминологию, измерения и выражения, необходимые для понимания базовой технологии передачи.

Зубья зубчатых колес для сравнения

В соответствии с рекомендациями ISO (Международной организации по стандартизации), размер модуля определяется как единица измерения размеров зуба шестерни.Однако используются и другие методы.

Модуль (м)

м = 1 (p = 3,1416)
м = 2 (p = 6,2832)
м = 4 (p = 12,566)

Рис. 2.1 Профили зубьев стоек

Если вы умножите Модуль на Пи, вы можете получить Шаг (p). Шаг — это расстояние между соответствующими точками на соседних зубах.

p = Pi x Модуль = πm (2,1)

Пример расчета

Каков размер шага (p) шестерни с модулем m = 3?

CP (круговой шаг)

Круговой шаг (CP) обозначает эталонный шаг (p).
Например, вы можете изготавливать шестерни с точным интегральным значением, таким как CP5 / CP10 / CP15 / CP20.

Преобразование из CP в модуль
m = CP / π (2.2)

Пример расчета

CP10 преобразуется в модуль следующим образом;

DP (диаметральный шаг)

DP обозначает диаметральный шаг.
По стандартам ISO единица измерения миллиметр (мм) предназначена для выражения длины, однако единицы измерения — дюйм используются в США, Великобритании и других странах; Диаметральный шаг также используется в этих странах.

Преобразование из DP в модуль
m = 25,4 / DP (2,3)

Пример расчета

DP 8 преобразуется в модуль следующим образом;

Угол давления (α)

Угол давления — это угол наклона зуба шестерни, который определяет профиль зуба.
В последнее время угол давления (α) обычно устанавливается на 20 °, однако преобладали шестерни 14,5 °.

Рис. 2.2 Нормализованный профиль зуба каталожного номера

(важная терминология и номенклатура зубчатых передач на рис.2)

• Ссылка
• Угол давления
• Нормальная опорная линия
• Шаг
• Поверхность зуба
• Корневая поверхность
• Верхний участок

Количество зубьев

Число зубьев обозначает количество зубьев шестерни.
Они подсчитываются, как показано на Рисунке 2.3. Количество зубьев этой шестерни 10.

Рис. 2.3 Количество зубьев

(м), угол давления (α) и количество зубцов — это три основных элемента в составе шестерни.На основании этих элементов рассчитываются размеры шестерен.

Глубина и толщина зуба

Глубина зуба определяется размером модуля (м). Здесь представлены профили зубьев (полная глубина), соответствующие стандартам ISO и JIS (Японские промышленные стандарты).
Пожалуйста, см. Рисунок 2.4 ниже для объяснения глубины зуба (h) / дополнения (ha) / Dedendum (hf).
Глубина зуба (h) — это расстояние между вершиной зуба и корнем зуба.

h = 2,25 м
(= Дополнение + Dedendum) (2.4)

Рис. 2.4 Глубина и толщина зуба

(важная терминология зубчатых колес и номенклатура зубчатых колес на рис. 2.4)

• Ссылка
• Шаг
• Толщина зуба
• Дополнение
• Dedendum
• Глубина зуба
• Наконечник зуба
• Корень зуба

Дополнение (га) — это расстояние между контрольной линией и вершиной зуба.

ножки зубьев (ВЧ) представляет собой расстояние между опорной линией и корня зуба.

Толщина зуба в основном составляет половину значения шага (p). * Шаг (p) = πm

Примеры расчетов

Ниже приведены расчеты глубины зуба (h) / дополнения (ha) / Dedendum (hf) для шестерни с модулем 2.

На предыдущих страницах мы представили основы зубчатых колес, включая «Модуль», «Угол давления», «Число зубцов» и «Глубину и толщину зубьев».В этом разделе мы познакомим вас с основными частями цилиндрических зубчатых колес и расчетами размеров.

Диаметр шестерен (размер)

Размер шестерен определяется в соответствии с контрольным диаметром (d) и определяется этими другими факторами; основной круг, Шаг, Толщина зуба, Глубина зуба, Дополнение и Dedendum.

Контрольный диаметр (d)

Диаметр наконечника (да)

Диаметр корня (df)

Рис.2.5 Диаметр шестерен

(важная терминология зубчатых колес и номенклатура зубчатых колес на рис. 2.5)

• Дополнение
• Dedendum
• Диаметр корня
• Контрольный диаметр
• Диаметр наконечника

Добавленная и нижняя окружность, представленные здесь, представляют собой контрольную окружность, которую нельзя увидеть на шестерне, поскольку это виртуальный круг, определяемый размером шестерни.

Примеры расчетов

Ниже приведены расчеты эталонного диаметра / диаметра наконечника / диаметра основания цилиндрической шестерни с модулем (м) 2 и 20 зубьями (z).

Практический тест:
Технические характеристики цилиндрического зубчатого колеса

Модуль (м) = 4
Количество зубьев (z) = 40 (угол давления α = 20 °)

Фиг.2.6 Номенклатура рабочего оборудования

(важная терминология зубчатых колес и номенклатура зубчатых колес на рис. 2.6)

• Диаметр наконечника
• Контрольный диаметр
• Диаметр основания
• Диаметр корня
• Ширина лица
• Толщина зуба
• Контрольный шаг
• Центральная линия
• Угол давления
• Люфт
• Глубина зуба
• Дополнение
• Dedendum
• Межосевое расстояние
• Зазор кончика и корня

Таблица 2.1 Символы и номенклатура шестерен

Межосевое расстояние и люфт

Когда пара шестерен находится в зацеплении так, что их контрольные окружности соприкасаются, межосевое расстояние (a) составляет половину суммы их контрольных диаметров.

а = (d1 + d2) / 2 (2,11)

Рис. 2.7 Межосевое расстояние

могут зацепляться, как показано на рисунке 2.6, однако важно учитывать надлежащий люфт (люфт), чтобы шестерни могли работать плавно. Люфт — это люфт между поверхностями зубьев парных шестерен в зацеплении.
Сопряженные шестерни также имеют зазор (люфт) вертикальный по отношению к глубине зуба. Это называется зазором между вершиной и корнем (c), расстоянием между корнем зуба и вершиной зуба сопряженных шестерен.

c = 1,25 м — 1,00 м
= 0,25 м (2,12)

Рис. 2.8 Зазор кончика и корня

(важная терминология зубчатых колес и номенклатура зубчатых колес на рис. 2.8)

• Дополнительный круг
• Dedendum circle
• Зазор кончика и корня

Примеры расчетов

Ниже приведены расчеты для межосевого расстояния (a) и зазора между концом и корнем (c), когда модуль m = 2, шестерня z1 = 20, шестерня z2 = 40

Базовый диаметр шестерни d1 = 20 × 2 = 40
Базовый диаметр шестерни d2 = 40 × 2 = 80

Межосевое расстояние a = (40 + 80) / 2 = 60

c = 0.25 × 2 = 0,5

Примеры расчетов

Попрактикуйтесь в вычислении размеров шестерен.

Практический тест:
Расчеты размеров шестерен.

Винтовая шестерня

Цилиндрические зубчатые колеса с геликоидальными зубьями называются косозубыми шестернями.
Большинство расчетов прямозубых зубчатых колес можно применить и к косозубым зубчатым колесам. Этот тип шестерни имеет два вида профилей зубьев в соответствии с базовой поверхностью. (Рисунок 2.9)

Рис. 2.9 Правосторонняя косозубая шестерня

(важная терминология и номенклатура зубчатых передач на рис.9)

• Обычный модуль
• Поперечный модуль
• Угол наклона винтовой линии β

(a) Поперечная система (поперечный модуль / угол давления) * Поперечная ось обозначает центральную линию шестерни.
(b) Нормальная система (нормальный модуль / угол давления)

Обе системы используются в коробках передач KHK Stock Gears.
Поперечная система ： KHG Заземляющие косозубые шестерни
Нормальная система ： SH Цилиндрические шестерни

Контрольный диаметр (d) косозубой шестерни с поперечной системой можно рассчитать по уравнению (2.8).
Контрольный диаметр (d) косозубой шестерни с нормальной системой можно рассчитать по уравнению (2.14).

Примеры расчетов

Ниже приводится расчет эталонного диаметра косозубой шестерни с:
Поперечный модуль mt = 2, количество зубьев z = 30, угол наклона спирали β = 15 ° (R)
Базовый диаметр d = zmt = 30 × 2 = 60

Ниже приводится расчет эталонного диаметра косозубой шестерни с:
Нормальный модуль mn = 2, количество зубьев z = 30, угол наклона спирали β = 15 ° (R)
Базовый диаметр d = zmn / cos β = 30 × 2 / cos 15 ° = 62.117

Практический тест:
Технические характеристики винтовой передачи

Нормальный модуль (мин) = 4 Угол наклона спирали (β) = 15 °

Устройства для поиска и устранения неисправностей: объяснение терминологии

Питтинг

Когда поверхность шестерни многократно подвергается нагрузке и сила в месте контакта превышает предел выносливости материала, возникают мелкие трещины, которые в конечном итоге переходят в отслоение мелких деталей, в результате чего образуются ямки (кратеры).

Начальная стадия питтинга

Первоначальная причина возникает из-за того, что небольшие выпуклые части поверхностей шестерен контактируют друг с другом, а местная нагрузка превышает предел усталости. Когда шестерни приводятся в движение и поверхности изнашиваются, локальные выпуклые участки исчезают, нагрузка выравнивается, и точечная коррозия прекращается.

Прогрессивная питтинг

Даже после того, как поверхности шестерен изношены и нагрузка выровнена, со временем появляется все больше точечной коррозии и ямки увеличиваются.
(1) Когда существует состояние перегрузки и нагрузка на поверхность шестерни превышает предел выносливости материала.
(2) Во время движения распределение нагрузки по поверхности шестерни может стать неравномерным из-за прогиба различных деталей, что приведет к превышению предела усталости.
Это некоторые из возможных причин прогрессирующей точечной коррозии.

Подсчет очков

Это состояние, при котором смазочное покрытие разрушается из-за перегрева локальных контактных областей, вызывая ухудшение поверхности шестерни от контакта металла с металлом. Это состояние может прогрессировать от умеренного до тяжелого.

Прорези

В направлении скольжения шестерни появляются канавки. Это часть абразивного износа, возможны следующие причины.
(1) Износ из-за попадания твердого постороннего предмета размером больше толщины масляной пленки в зацепление шестерни.
(2) Износ от твердого постороннего предмета, по какой-то причине зарывшегося в противоположном зубе шестерни.
(3) Износ из-за твердой выпуклой части зуба противоположной шестерни, врезающейся в зацепляющуюся шестерню.

Абразивный износ

Износ, который выглядит как травма от истирания или имеет вид притирки.Ниже приведены некоторые из причин.
(1) Возможный износ из-за примешивания твердых посторонних предметов к смазке (например, металлический мусор, заусенец, окалина, песок и т. Д.).
(2) Износ из-за разницы в твердости двух зацепляющихся шестерен, у которых твердая выпуклая часть вонзается в более мягкую поверхность шестерни.

Адгезионный износ

Износ, обычно возникающий между металлами при скользящем контакте. Снижение износа зависит от типа, давления, скорости, расстояния и смазки.
Мельчайшая часть материала в контактных сварных швах (прилипании) и механизме износа возникает в результате отслаивания их под действием силы сдвига.

Выкрашивание

Это относится к признаку падения относительно большой металлической стружки с поверхности шестерни из-за усталости материала под поверхностью из-за высокой нагрузки. Вогнутая часть поверхности шестерни имеет большие размеры, а форма и глубина — неправильные. Поскольку приложенная сила сдвига превышает предел выносливости материала, возникают и растут усталостные трещины, что может привести к поломке зуба.

Чрезмерный износ

Износ поверхности шестерни, подвергающейся интенсивному повторяющемуся контакту металла с металлом, который происходит, когда масляная пленка тонкая, а смазка недостаточна по сравнению с нагрузкой и шероховатостью поверхности шестерни.Это состояние обычно возникает при работе с очень низкой скоростью и высокой нагрузкой.

Перегрузка Обрыв

Поломка, вызванная неожиданно большой нагрузкой в ​​течение одного или нескольких циклов действия (обычно ошибки при проектировании или изготовлении не учитываются). Поверхность излома расширяется волокнами от начальной точки и указывает на внезапное раскол. Причина в том, что нагрузка превышает предел прочности материала зубчатой ​​передачи. Это может происходить из-за первичного двигателя, ведомого механизма или поломки подшипников или других шестерен, что может вызвать заклинивание зубьев, внезапную остановку или концентрацию нагрузки из-за неравномерного контакта зубьев.

Поломка от усталости

Это случай, когда корневые части шестерни подвергаются повторяющейся нагрузке, превышающей предел выносливости материала. Трещина, которая начинается в углу корня шестерни, распространяется до тех пор, пока зуб не сломается. Поверхность с трещинами относительно гладкая, и отправную точку часто можно определить по отметке пляжа (ракушечному рисунку) вокруг нее.

Обрыв при сдвиге

Это описывает, когда зуб отделяется от тела в результате срезания из-за однократной экстремальной перегрузки.Поломка прямая по окружности и выглядит плоской, как если бы она была обработана. В близлежащей зоне видна пластическая деформация. Это происходит, когда приложенная сила превышает прочность материала на сдвиг. Это происходит, когда шестерня с высокой жесткостью и прочностью входит в зацепление с шестерней, которая имеет относительно низкий модуль упругости и слабый материал.

Ссылки по теме:
Знать о параметрах, определяющих форму зубчатых колес
Калькулятор свободного хода
Терминология зубчатых колес
Типы зубчатых колес и терминология
Расчет размеров зубчатых колес

повреждений шестерен | KHK Gears

Повреждения шестерен в основном подразделяются на два типа; один — это повреждение поверхности зуба, а другой — поломка зуба шестерни. Кроме того, существуют и другие специфические повреждения, такие как износ пластика, обод или перемычка.
Повреждения возникают по-разному, например, из-за недостаточной прочности зубчатого колеса, сбоя в смазке или монтаже и неожиданной перегрузки. Поэтому найти способы устранения причин непросто.Повреждения шестерен определены в следующих стандартах:
• JGMA 7001-01 (1990) Термины видов отказа зубьев шестерни
• JIS B 0160: 1999 Шестерни — Износ и повреждение зубьев шестерни — Терминология

14.1 Износ шестерен и усталость поверхности зуба

Износ происходит на поверхности зуба по-разному. Износ при обкатке — это вид износа с небольшой шероховатостью, возникающий при запуске. Этот износ не вызывает проблем в работе. Критический износ — это состояние зубчатых колес, при котором небольшое количество материала соскребается с поверхности зуба.Если износ увеличивается до тех пор, пока профиль зуба не теряет форму, шестерня больше не может быть правильно зацеплена.
Усталость поверхности зуба возникает, когда нагрузка прикладывается к поверхности зуба неоднократно или когда сила, прикладываемая к зубу, превышает предел выносливости материала. В результате усталости поверхности материал разрушается и отваливается от поверхности зуба.
Усталость поверхности включает точечную коррозию, раздавливание гильзы и выкрашивание.
Если на поверхности зуба возникает критический износ или прогрессирующая точечная коррозия, возникают следующие явления:

1. Повышение шума или вибрации
2. Чрезмерное повышение температуры в редукторе
3. Увеличение мазка смазкой
4. Увеличение люфта

Правильно устранив причины этих неисправностей, можно избежать повреждений.

Ниже представлены причины повреждения зубов и примеры решения.

(1) Когда прочность поверхности зуба недостаточна против нагрузки

Решение 1: Повышение прочности поверхности зуба
** Замените материал на более прочный и более твердый.
S45C -> SCM440 / SCM415 и т. Д.
См. Раздел 9. Материал шестерен и термическая обработка (стр. 565 — 566).
** Увеличить размер шестерни
Увеличить модуль и количество зубьев.
** Увеличьте ширину забоя
** Замените шестерню на более прочную шестерню с косозубыми зубьями.
— Замена цилиндрической шестерни на спиральную
— Замена прямой конической шестерни на спирально-коническую шестерню
(Улучшение отношения перекрытия)

Решение 2. Уменьшение нагрузки
** Уменьшите нагрузку, изменив условия движения

(2) Неправильный контакт зубьев из-за плохой установки
Решение ： Регулировка контакта зубьев
Подробные методы для этого решения различаются в зависимости от типа шестерен.
Информацию о регулировке конической и червячной передач см. В разделе 8.3 «Характеристики зубчатого контакта» (Страница 562 — 564).

(3) При частичном контакте из-за плохого монтажа
Решение: Измените конструкцию шестерни, вала и подшипника, чтобы сделать их прочнее.
За счет увеличения жесткости улучшается контакт зубьев.

(4) Если смазка в плохом состоянии
Решение: Обеспечьте подходящие условия для смазки; соответствующий тип, вязкость и количество.
См. Раздел 13 Смазка шестерен (Страница 608 — 611).

14.2 Поломка шестерни

Также существует несколько видов поломки шестерен. Поломка из-за перегрузки возникает, если к зубу прилагаются неожиданные большие нагрузки. Усталостное разрушение происходит, если на поверхность зуба многократно прилагается нагрузка. Поломка зуба, вызванная частичным контактом на конце зуба, происходит на прямозубых или конических зубчатых колесах. Ниже представлены причины поломки и примеры решения.

(1) Когда зуб сломан ударной нагрузкой
Решение 1. Повышение прочности на изгиб (Прочность зубчатого колеса)
Смена материала или увеличение модуля — один из наиболее эффективных методов.Метод такой же, как и метод увеличения поверхностной прочности.
Решение 2. Уменьшите или устраните ударную нагрузку.
Например, снижение скорости вращения эффективно.

(2) Усталостное разрушение в результате циклического нагружения
Решение 1. Повышение прочности шестерни
Подробный метод такой же, как и способ увеличения поверхностной прочности зуба.
Решение 2. Уменьшение нагрузки или вращения

(3) Поломка возникает, когда износ увеличивается и зуб становится тоньше.
В первую очередь необходимо предотвратить износ.

14.3 Типы повреждений и поломок

Есть различные типы повреждений и поломок, которые могут произойти с зубчатыми колесами, в этом разделе представлены некоторые из них, определенные в JGMA 7001-01 (1990) и промышленными стандартами, установленными Японской ассоциацией производителей зубчатых передач.

Таблица 14.1 Повреждения шестерен

Дополнительное объяснение
(1) Ямка:
На поверхности зуба образуются крошечные дырочки, похожие на оспины.
(2) Изломанная поверхность отметки пляжа:
Образцы образовались в результате усталостного разрушения, аналогичные рисункам полос на песчаных пляжах, которые образуются на волнах моря или океана.

Приложение: модели анализа повреждений шестерен

Повреждение шестерен относится к сложным и сложным явлениям, причину которых очень сложно проанализировать. Базовые модели в этих данных — это суть, накопленная за многие годы компанией KHK, и они очень ценны. На практике ущерб часто представляет собой сложное явление, включающее в себя определенную модель как принципиальную вещь, которая сопровождается другими моделями.

Явление повреждения: поломка зубчатой ​​стороны шестерни

Пояснение:

1. Поломка чаще всего происходит на боковой поверхности шестерни, и это полная поломка.
2. Поверхность излома сохраняет общую зернистость металлического кристалла, без следов пластика.
3. Поверхность обрыва появляется острым краем вокруг.
4. Поверхность обрыва однородная по цвету, без следов цветных слоев.
5. Относится к острым повреждениям.

1. Неисправность в конструкции, большая разница между прочностью шестерни и практической нагрузкой.
2. Нестабильная нагрузка и резкое внезапное перенапряжение.
3. Во время работы возникает чрезмерная ударная нагрузка.
4. Прочие аварии на производстве.

1. Подтвердите конструкцию еще раз, особенно если эта поломка происходит вскоре после использования, это показывает, что прочность зубчатого колеса недостаточна, и необходимо провести проверку конструкции.
2. Еще раз проверьте условия использования и обратите особое внимание на стартовую нагрузку, проблему инерции и проблемы с вибрацией.
3. Устранение причин аварии.

Явление повреждения: обрыв зубчатого края шестерни

Пояснение:

1. Поломка часто происходит на конце единственной кромки шестерни.
2. Поверхность излома имеет металлическую кристаллическую зернистость, без следов пластиковой поломки.
3. Поверхность обрыва появляется острой кромкой.
4. Поверхность обрыва однородная по цвету, без следов цветных слоев.
5. Относится к острым повреждениям.

1. Нагрузка не распределяется по ширине зуба, а сосредоточена на конце, что приводит к возникновению чрезвычайно большой концентрации напряжений.
2. Основная причина, приводящая к концентрации напряжений, — это ошибка соосности вала шестерни.
3. Это вызвано недостаточной жесткостью коробки передач или опорной раме.

1. Повышение точности параллельности между валами шестерен.
2. Усилить жесткость коробки передач и опорной рамы в способе армирования.
3. Принять зубья кулачковой шестерни.
4. Уменьшить расстояние между подшипниками вала шестерни.
5. Превышен размер зубчатого вала.

Явление повреждения: поломка на поверхности шестерни

Пояснение:

1. Поломка происходит на торце шестерни, и на поверхности поломки есть разные цвета или цветные слои.
2. Поверхность поломки удерживается металлическим кристаллом со следами пластической деформации подшипника.
3. Край поверхности обрыва недостаточно острый.
4. Полосатый мусор неправильной формы и посторонние предметы.
5. Можно расценивать как острую аварийную ситуацию.

1. Шестерня вставляется с полосатым посторонним предметом с высокой жесткостью, и происходит поломка подшипника.
2. Неправильное межосевое расстояние шестерни (намного больше правильного значения), и есть резкое изменение нагрузки или агрессивная нагрузка во время работы.
3. Другое.

1. Проверьте и убедитесь, что соседние детали зафиксированы и надежно зафиксированы, без падения на зубчатую передачу.
2. Подтвердите правильное межцентровое расстояние с помощью операции создания сетки на всю глубину.
3. Исключить возможность агрессивных нагрузок и резких изменений нагрузки.
4. Устранить все причины аварии.

Явление повреждения: усталостный отказ шестерен

Пояснение:

1. На поверхности обрыва отсутствует зернистость кристаллов металла, которая проявляется у несущих гладких блоков, и есть направленные волокнистые потоки металла.
2. Поверхность поломки не выглядит острой.
3. Поломка возникает не сразу, а в определенном направлении от края. На слое обрыва есть цветные полосы.
4. Очевидно, это хроническое старение.

1. Очевидно, это повреждение, вызванное усталостью материала при длительной работе на высоких скоростях.
2. Поверхность шестерни не гладкая, с крошечными вогнутыми выступами, царапинами и трещинами, которые создают концентрацию напряжений при длительной работе на высоких скоростях и ускоряют усталостное разрушение.
3. При проектировании не уделяется достаточного внимания пределу выносливости, что приводит к плохому сопротивлению растяжению материалов и разрушению.
4. Ржавые и эрозионные зубчатые передачи легко вызывают усталостные разрушения.

1. Пересмотрите коэффициент предела выносливости, установите допустимое напряжение и снова проведите расчет.
2. Принять закалочную закалку; шестерни с гладкой поверхностью, например, зубошлифовальные. Может значительно улучшить эффект сопротивления усталости, а меры по сопротивлению ржавчине имеют хороший эффект против усталости.
3. Тщательно проверьте и не используйте шестерни с шероховатой поверхностью, мелкими прожилками, трещинами и царапинами.
4. Измените материал шестерни и используйте прокат из высокопрочной стали, такой как серия SNCM JIS.

Явление повреждения: сильный износ шестерен

Пояснение:

1. Неизбежен износ шестерни с контактной поверхностью скольжения. Однако нормальный износ имеет очень низкую скорость, с небольшой степенью, и твердая и тонкая поверхность с яркой поверхностью трения не будет быстро и агрессивно разрушаться.
2. Инвазивное трение будет быстро и агрессивно ухудшаться, а поверхность трения будет недостаточно тонкой и недостаточно яркой, без образования твердой поверхности. В случае дальнейшего износа верхняя часть шестерни имеет нерегулярно приподнятый край, и толщина шестерни быстро становится тоньше, что называется явлением упрочнения.

1. Напряжение, создаваемое шестерней, превышает предел упругости и достигает предела текучести.Это похоже на перегрузку.
2. Материал шестерни излишне мягкий, недостаточно твердый или термическая обработка отсутствует.
3. Шестерня находится в запыленной среде, что ускоряет износ.
4. Плохое соответствие других материалов ускоряет износ.
5. В смазочном масле есть примесь металлического порошка, ускоряющая износ.

1. Перепроверьте конструкцию и выберите модуль на один класс больше, чтобы избежать перенапряжения.
2. Проверить метод термообработки, чтобы убедиться в твердости поверхности шестерни.
3. Изменить соответствие материалов и согласование твердости.
4. Избегайте попадания пыли, изолируйте пыль и изменяйте окружающую среду.
5. Доброжелательно использовать смазочное масло высшего сорта.
6. Обратите внимание на фильтрацию и очистку смазочного масла.

Явление повреждения: отказ шестерни из-за точечной коррозии

Пояснение:

1. На поверхности зубчатого колеса, особенно вокруг кромок поля, имеется множество луж усадочных масс, что похоже на состояние эрозии.
2. При непрерывном времени работы маленькие бассейны продолжают расширяться; при этом ямки все больше и больше. В коробке передач много падающих блоков, пока шестерня не выйдет из строя.
3. Очевидно, это относится к хроническим повреждениям и поверхностной усталости поверхности шестерен.

1. Из-за неправильного учета текстуры, твердости и нагрузки фактическая нагрузка превышает предел прочности поверхности шестерни.
2. Слой упрочнения на поверхности шестерни слишком мал и тонок, не выдерживает поверхностного давления, и образуется трещина, которая вызывает отслаивание поверхности.
3. Затвердевший слой на поверхности хрустящий, и при слишком мягкой твердости сердечника легче возникает эрозия отверстий.

1. Принять прочность на поверхностное давление, т. Е. Формулу расчета поверхностного давления Герца для повторной проверки конструкции.
2. При термообработке необходимо учитывать глубину упрочняющего слоя, чтобы обеспечить достаточный упрочняющий слой для сохранения прочности поверхности шестерни.
3. Особенно, что касается науглероженной поверхности зубчатого колеса, учитывая, что материал сердечника представляет собой мягкую ткань с низким содержанием углерода, которая не может выдерживать поверхностное давление со стороны твердой поверхности поверхности зубчатого колеса и приводит к растрескиванию поверхности и эрозии отверстий; поэтому необходимо уделять особое внимание глубине науглероженного слоя, а недостаточный науглероженный слой приводит к недостаточной прочности на поверхностное давление, что приводит к эрозии отверстий.

Явление повреждения: отказ шестерни по шкале

Пояснение:

1. От боковой поверхности шестерни до кромки шестерни вдоль поверхности шестерни имеются линии следов резания, а также следы пригорания и оплавления.
2. Сначала появляются следы нехватки масла и шероховатости поверхности по типу сухого трения, затем следы пригорания, плавления и разрыва.
3. Кажется, есть зацепление другого материала поверхности шестерни с поверхностью шестерни, что, очевидно, является явлением задира. Кроме того, это повреждение относится к хроническому и постепенному ухудшению.

1. Смазочное масло плохого качества, с неподходящей вязкостью, теряет смазывающий эффект из-за растрескивания масляной пленки при контакте с зубчатым зацеплением.
2. Плохая смазка приводит к нехватке масла и потере смазывающего действия.
3. Плохое соответствие материала; может иметь место явление подсчета очков между материалами с определенностью, например, очень легко произвести подсчет очков с сопоставлением между мягкой медью.
4. Слишком большая нагрузка, слишком высокая температура масла, аномальное повышение температуры и неполное охлаждение.

1. Пересмотреть спецификацию смазочного масла и взять образец масла с высоким индексом оценки.
2. Увеличьте объем циркуляции смазочного масла и примените принудительную смазку.
3. Принять во внимание систему охлаждения смазочного масла, чтобы уменьшить повышение температуры смазочного масла.
4. Это может произойти в условиях, когда нагрузка слишком велика, а температура масла слишком высока, а также наблюдается аномальное повышение температуры и неполное охлаждение.

Явление повреждений: повреждение от выдавливания на боковой поверхности шестерен

Пояснение:

1. Ситуация повреждения аналогична ситуации с подсчетом очков; однако сначала это происходит на боковой поверхности шестерни и распространяется на край шестерни.
2. Это сначала происходит на передней части ведущей шестерни, а не на пассивной передаче одновременно.
3. Сначала на пассивной шестерне наблюдается только подшипник в остром углу.
4. Относится к хроническому повреждению, которое постепенно ухудшается и распространяется на все пассивные и ведущие механизмы.

1. Острый угол кромки шестерни слишком острый, что приводит к повреждению в момент зацепления.
2. Пассивная шестерня по твердости намного превосходит ведущую.Согласно принципу согласования жесткости, требуется, чтобы ведущая шестерня была жестче пассивной; есть ошибка в форме пары шестерен.
3. Смазочное масло используется неправильно, и неправильное соответствие текстуры приводит к образованию задиров.

1. Проведите полутоппинг на краю верхней части пассивной шестерни, чтобы уменьшить удар в момент контакта.
2. Наиболее полный метод: разрезание в придатке шестерни, чтобы придать ему форму обрезанной шестерни.
3. Топпинг дает лучший эффект.
4. Очень важно установить одинаковое значение для стандартного угла давления фрезы или точилки пары шестерен.