historia
Odkopane starożytne greckie urządzenie zębate
Na Zachodzie, w 300 rpne, starożytny grecki filozof Arystoteles opisał problem używania kół zębatych z brązu lub żeliwa do przenoszenia ruchu obrotowego w "Problemach mechanicznych". Słynni greccy uczeni Arystoteles i Archimedes badali biegi. Słynny grecki wynalazca Gutisibios równomiernie włożył szpilki na krawędzi okrągłego stołu, aby zazębił się z kołem sworzniowym. Zastosował ten mechanizm do grawerowania. Jest to około 150 roku p.n.e. W 100 rpne Herron, aleksandryjski wynalazca, wynalazł licznik kilometrów i użył biegów w liczniku kilometrów. W 1 wieku naszej ery przekładnia zębata była również używana w młynie koła wodnego wykonanym przez rzymskiego architekta Pidobisa. Do 14 wieku koła zębate zaczęły być używane w zegarach.
Żelazne koła zębate z brązu pod koniec okresu Walczących Państw
We wczesnych latach Wschodniej Dynastii Han (1 wiek naszej ery) istniały koła zębate w jodełkę. Samochód przewodnika i samochód bębnowy Jili, które pojawiły się w okresie Trzech Królestw, przyjęły system przenoszenia biegów. Obracający się w wodzie ciągły młyn wynaleziony przez Du Yu w dynastii Jin przekazuje moc koła wodnego do kamiennego młyna za pomocą kół zębatych. Najwcześniejszym zapisem o systemie przekładni zębatej w książkach historycznych jest opis sfery armilarnej wykonany przez Xing Yi i Liang Lingzhan w dynastii Tang w 725 roku. Stół do transportu wody na słonie (patrz starożytne chińskie zegarki) wykonany w Północnej Dynastii Song wykorzystywał skomplikowany system przekładni. W dynastii Ming Mao Yuanyi "Wu Bei Zhi" (napisany w 1621 roku) zarejestrował transmisję zębatki i zębnika. Żelazny sprzęt zapadkowy został odkryty w ruinach starożytnego miasta Anwuji, Hebei, wykopanego w 1956 roku. Średnica koła wynosi około 80 mm. Chociaż jest niekompletny, jakość żelaza jest lepsza. Po badaniach potwierdzono, że jest to koniec okresu Walczących Państw (3 wiek pne). Produkty z Zachodniej Dynastii Han (206 pne do 24 AD). Brązowe koła zębate zostały odkryte w Changjiaya, Yongji County, Shanxi Province w 1954 roku. W odniesieniu do artefaktów odkrytych w Tongkeng można wywnioskować, że są to relikty dynastii Qin (221-206 pne) lub wczesnej zachodniej dynastii Han. Koło ma 40 zębów, a średnica wynosi około 25 mm. Jeśli chodzi o przeznaczenie przekładni zapadkowej, do tej pory nie znaleziono żadnych pisemnych zapisów i spekuluje się, że może ona być używana do hamowania, aby zapobiec skręcaniu osi do tyłu. Para brązowych kół zębatych w jodełkę została odkryta w wiosce Hongqing w hrabstwie Chang'an w prowincji Shaanxi w 1953 roku. Na podstawie analizy struktury grobowca i obiektów grobowca można ustalić, że para narzędzi pochodziła z wczesnej wschodniej dynastii Han. Oba koła mają 24 zęby i średnicę około 15 mm. Ten sam sprzęt w jodełkę znaleziono również w Hengyang i innych miejscach. [1]
Schemat struktury przekładni zębatej w "Wu Bei Zhi"
Już w 1694 roku francuski uczony PHILIPPE DE LA HIRE po raz pierwszy zaproponował, że inwolut może być użyty jako krzywa profilu zęba. W 1733 roku Francuz M.CAMUS zaproponował, że wspólna norma punktu styku zęba przekładni musi przechodzić przez węzeł na linii środkowej. Gdy pomocnicza linia środkowa instant toczy się wyłącznie wzdłuż linii środkowej (koła podziału) dużego koła i małego koła, pomocniczy profil zęba trwale połączony z pomocniczą linią środkową instant tworzy dwa profile zębów na dużym kole i małym kole. Krzywe są ze sobą sprzężone, co jest twierdzeniem CAMUS. Uwzględnia stan zazębiania dwóch powierzchni zębów; jasno ustanawia nowoczesną koncepcję trajektorii punktu kontaktowego. W 1765 roku Szwajcar L. EULER przedstawia matematyczne podstawy do analitycznego badania profilu zęba inwolutowego i wyjaśnia związek między promieniem krzywizny krzywej profilu zęba a środkiem krzywizny pary kół zębatych, które się zazębiają. Później SAVARY kontynuował tę metodę i stał się równaniem EU-LET-SAVARY. Wkładem w zastosowanie profilu zęba inwolutowego jest ROTEFT WULLS. Zaproponował, że gdy zmienia się odległość środkowa, przekładnia inwolutowa ma tę zaletę, że ma stały stosunek prędkości kątowej. W 1873 roku niemiecki inżynier HOPPE zaproponował ewolwentowy profil zębów kół zębatych o różnej liczbie zębów, gdy zmienia się kąt ciśnienia, kładąc w ten sposób podwaliny pod myślenie o nowoczesnych przekładniach zmiany biegów.
Pod koniec 19 wieku zasada generatywnej metody cięcia kół zębatych i pojawienie się specjalnych obrabiarek i narzędzi, które wykorzystywały tę zasadę do cięcia kół zębatych, sprawiły, że obróbka kół zębatych stała się bardziej kompletna, a profil zębów ewolwentowych wykazał wielkie zalety. Tak długo, jak narzędzie tnące jest nieznacznie przesunięte z normalnej pozycji siatki podczas cięcia koła zębatego, odpowiednie przesunięte koło zębate można wyciąć na obrabiarce za pomocą standardowego narzędzia. W 1908 roku szwajcarski MAAG zbadał metodę wyporności i wyprodukował maszynę do kształtowania kół zębatych. Później brytyjski BSS, amerykański AGMA i niemiecki DIN kolejno proponowały różne metody obliczeniowe dla przemieszczenia przekładni.
Brązowy sprzęt w jodełkę we wczesnej dynastii Han
Aby zwiększyć żywotność przekładni napędowej i zmniejszyć jej rozmiar, oprócz ulepszeń w materiałach, obróbce cieplnej i strukturze, opracowano przekładnię zębatą łukową. W 1907 roku brytyjczyk FRANK HUMPHRIS po raz pierwszy opublikował profil zęba łukowego. W 1926 roku ERUEST WILDHABER uzyskał patent na przekładnię śrubową o profilu zębatego. W 1955 roku M. L. NOVIKOV ze Związku Radzieckiego zakończył praktyczne badania nad zębatymi zębatymi i zdobył Medal Lenina. W 1970 roku inżynier firmy ROLH-ROYCE R.M. STUDER uzyskał amerykański patent na podwójne koła zębate. Ten rodzaj sprzętu był coraz bardziej zwracany przez ludzi i odegrał znaczącą rolę w produkcji.
Koła zębate to zębate części mechaniczne, które mogą zazębiać się ze sobą. Są szeroko stosowane w przekładni mechanicznej i całym polu mechanicznym. Nowoczesna technologia przekładni osiągnęła: moduł przekładni od 0,004 do 100 mm; średnica koła zębatego od 1 mm do 150 metrów; moc przesyłowa może osiągnąć nawet 100 000 kilowatów; prędkość obrotowa może osiągnąć setki tysięcy obrotów na minutę; najwyższa prędkość obwodowa może osiągnąć 300 metrów / sekundę.
Wraz z rozwojem produkcji ceniono płynność działania przekładni. W 1674 roku duński astronom Romer po raz pierwszy zaproponował użycie epicykliczności jako krzywej profilu zęba, aby uzyskać bieg, który działa płynnie.
Podczas rewolucji przemysłowej w 18 wieku, technologia przekładni rozwinęła się szybko, a ludzie przeprowadzili wiele badań nad przekładniami. W 1733 roku francuski matematyk Kami opublikował podstawowe prawo siatki profilu zęba; W 1765 roku szwajcarski matematyk Euler zasugerował użycie inwolutu jako krzywej profilu zęba.
Frezarki i maszyny do kształtowania kół zębatych pojawiły się w 19 wieku, aby rozwiązać problem masowej produkcji precyzyjnych kół zębatych. W 1900 roku Profort zainstalował urządzenie różnicowe do frezarki zębatej, które może przetwarzać koła zębate śrubowe na frezarce zębatej. Od tego czasu frezarka zębata stała się popularna, a metoda generatywna ma przytłaczającą przewagę w obróbce kół zębatych. Przekładnie ewolwentowe stały się najczęściej używanym sprzętem. .
W 1899 roku Rasche po raz pierwszy wdrożył schemat zmiany biegów. Przesunięty bieg może nie tylko uniknąć podcięcia zębów przekładni, ale także może dopasować się do odległości środkowej i poprawić nośność przekładni. W 1923 roku amerykański Wild Haber po raz pierwszy zaproponował przekładnię z okrągłym profilem zęba łukowego. W 1955 roku Sunovykov przeprowadził dogłębne badania nad kołowym kołem zębatym, a kołowy łuk został następnie użyty w produkcji. Ten rodzaj przekładni ma wysoką nośność i wydajność, ale nie jest tak łatwy w produkcji jak koła zębate inwolutowe i wymaga dalszych ulepszeń.
