시계부터 증기터빈까지 크고 작은 다양한 크기의 기어가 동력 전달을 위한 기계 부품으로 다양한 제품에 널리 사용되고 있습니다.전 세계 기어 및 기어 부품 시장 규모는 1조 위안에 달한다고 하며, 산업 발전과 함께 앞으로도 계속해서 급속한 발전을 이룰 것으로 예측된다.
기어는 항공, 화물선, 자동차 등 생활에서 널리 사용되는 일종의 예비 부품입니다.그러나 기어를 설계하고 가공할 때에는 기어 수가 필요합니다.17개 이하의 치아라면 회전이 불가능하다는 분들도 계십니다., 왜인지 아세요?
그렇다면 왜 17인가요?다른 숫자 대신?17의 경우 기어의 가공방법부터 시작하는데, 아래 그림과 같이 호브를 사용하여 절단하는 방법이 널리 사용된다.
이와 같이 기어를 제작할 경우 잇수가 적으면 언더컷이 발생하여 제작된 기어의 강도에 영향을 미치게 됩니다.언더커팅(Undercutting)이란 뿌리가 잘려졌다는 뜻이다...그림의 빨간색 상자를 참고하세요.
그렇다면 언제 언더컷을 피할 수 있습니까?답은 17입니다(이때 높이 계수가 1이고 압력각이 20도인 경우).
우선, 기어가 회전할 수 있는 이유는 상부기어와 하부기어 사이에 한 쌍의 좋은 전달관계가 형성되어야 하기 때문이다.둘 사이의 연결이 잘 이루어져야만 안정적인 관계가 작동될 수 있다.인벌류트 기어를 예로 들면, 두 기어는 잘 맞물려야 제 역할을 할 수 있습니다.구체적으로는 평기어와 헬리컬기어의 두 가지 유형으로 구분됩니다.
표준 평기어의 경우 어덴덤 높이 계수는 1이고 톱니 힐 높이 계수는 1.25이며 압력 각도는 20도에 도달해야 합니다.기어 가공시 톱니 베이스와 공구가 두 개의 기어와 같은 경우 동일합니다.
배아의 치아 수가 일정 값보다 적으면 치아 뿌리의 뿌리 부분이 파헤쳐지며 이를 언더컷이라고 합니다.언더컷이 작으면 기어의 강도와 안정성에 영향을 미칩니다.여기에 언급된 17개는 기어에 대한 것입니다.기어의 작동 효율에 대해 이야기하지 않으면 톱니 수에 관계없이 작동합니다.
또한, 17은 소수, 즉 특정 기어의 톱니와 다른 기어 사이의 겹침 수가 특정 회전수에서 가장 적어서 이 지점에 오래 머물지 않는다는 뜻입니다. 힘이 가해질 때.기어는 정밀기기입니다.기어마다 오차가 있겠지만 17에서는 휠 샤프트가 마모될 확률이 너무 높기 때문에 17이면 단기적으로는 괜찮겠지만 오랫동안 작동하지 않습니다.
하지만 여기서 문제가 발생합니다!시장에는 톱니가 17개 미만인 기어가 여전히 많이 있지만 여전히 잘 회전합니다. 사진과 진실이 있습니다!
일부 네티즌들은 실제로 가공방식을 바꾸면 17치 이하의 표준 인벌류트기어 제작도 가능하다고 지적했다.물론, 이러한 기어는 걸리기 쉬우므로(기어 간섭으로 인해 사진을 찾을 수 없습니다. 결정해 주십시오) 실제로 회전할 수 없습니다.해당 솔루션도 많이 있으며 변속 기어가 가장 일반적으로 사용되는 기어(일반인의 용어로 절단 시 공구를 멀리 이동시키는 것임)이며 헬리컬 기어, 사이클로이드 기어 등도 있습니다. 그 다음에는 팬사이클로이드가 있습니다. 기어.
또 다른 네티즌의 견해: 다들 책을 너무 믿는 것 같다.직장에서 기어에 대해 철저하게 공부한 사람이 얼마나 되는지 모르겠습니다.기계 원리의 교훈에서 톱니 수가 17개를 초과하는 인벌류트 스퍼 기어의 근본 원인은 없습니다.절삭의 파생은 기어 가공용 랙 공구 경사면의 상단 필렛 R이 0이라는 사실에 근거하지만 실제로 산업 생산 도구에 R 각도가 없을 수 있는 방법은 무엇일까요?(R앵글 공구 열처리를 하지 않으면 날카로운 부분의 응력집중으로 인해 균열이 생기기 쉬우며, 사용 중 마모되거나 균열이 발생하기 쉽습니다.) 그리고 공구에 R앵글 언더컷이 없더라도 최대 톱니수가 17개가 아닐 수 있습니다. 따라서 17개의 치아가 언더컷 조건으로 사용됩니다.실제로 토론의 여지가 있습니다!위의 사진들을 살펴보겠습니다.
그림에서 볼 수 있듯이 경사면 상단에서 R각도 0인 공구로 기어를 가공하면 15번 톱니에서 18번 톱니까지의 전이 곡선이 크게 변하지 않는데 왜 그럴까요? 17번째 치아가 나선형 직선 치아로 시작한다고 하던가요?언더컷된 치아의 수는 어떻습니까?
이 그림은 Fan Chengyi와 함께 기계공학을 전공하는 학생들이 그린 것임에 틀림없습니다.기어 언더컷에 대한 도구의 R 각도의 영향을 볼 수 있습니다.
위 그림의 치근 부분에 있는 보라색 확장된 에피사이클로이드의 등거리 곡선은 치근 절단 후의 치아 프로파일입니다.기어의 루트 부분이 어느 정도까지 언더컷되어 사용에 영향을 미치나요?이는 다른 기어 톱니 상단의 상대적인 움직임과 기어 톱니 루트의 예비 강도에 의해 결정됩니다.짝을 이루는 기어의 톱니 상단이 언더컷 부분과 맞물리지 않으면 두 기어가 정상적으로 회전할 수 있습니다. 나선형 치형 프로파일은 일반적으로 비특이적 디자인의 경우, 즉 간섭을 위해 결합되지 않습니다.
이 그림에서 두 기어의 맞물림 선이 두 기어의 전환 곡선 반대쪽 최대 직경 원을 닦아낸 것을 볼 수 있습니다. (참고: 보라색 부분은 나선형 치형 프로파일이고 노란색 부분은 언더컷입니다. 부분, 맞물림 선 베이스 원 아래에는 인벌류트가 없고 어느 위치에서든 두 기어의 맞물림 점이 모두 이 선 위에 있기 때문에 베이스 원 아래로 들어갈 수 없습니다. 물론 이것은 엔지니어링에서는 허용되지 않습니다. 메시 선의 길이는 142.2이며 이 값/기본 섹션=일치도입니다.
이 그림에서 두 기어의 맞물림 선이 두 기어의 전환 곡선 반대쪽 최대 직경 원을 닦아낸 것을 볼 수 있습니다. (참고: 보라색 부분은 나선형 치형 프로파일이고 노란색 부분은 언더컷입니다. 부분, 맞물림 선 베이스 원 아래에는 인벌류트가 없고 어느 위치에서든 두 기어의 맞물림 점이 모두 이 선 위에 있기 때문에 베이스 원 아래로 들어갈 수 없습니다. 물론 이것은 엔지니어링에서는 허용되지 않습니다. 메시 선의 길이는 142.2이며 이 값/기본 섹션=일치도입니다.
다른 사람들은 다음과 같이 말했습니다. 우선 이 질문의 설정이 잘못되었습니다.톱니 수가 17개 미만인 기어는 사용에 영향을 미치지 않습니다(첫 번째 답변에서 이 점에 대한 설명이 잘못되었으며 기어의 올바른 맞물림을 위한 세 가지 조건은 톱니 수와 관련이 없습니다). 특정 특정 경우에는 처리가 불편할 수 있습니다. 여기서는 기어에 대한 지식을 보충하기 위해 더 많은 정보를 제공합니다.
인벌류트에 대해 먼저 이야기하겠습니다. 인벌류트는 가장 널리 사용되는 기어 치형 유형입니다.그렇다면 왜 난류인가?이들선 그리고 직선 그리고 호의 차이점은 무엇인가요?아래 그림과 같이 인벌류트입니다(여기에는 인벌류트의 절반만 있음).
한 마디로 말하면 나선은 직선과 그 위에 고정점을 가정하고, 직선이 원을 따라 굴러갈 때 고정점의 궤적을 뜻합니다.아래 그림과 같이 두 개의 나선이 서로 맞물릴 때 그 이점은 분명합니다.
두 바퀴가 회전할 때 접촉점(예: M , M' )에서 힘의 작용 방향은 항상 동일한 직선 상에 있으며, 이 직선은 두 개의 인벌류트 모양의 접촉면(접선면)에 수직으로 유지됩니다. ).수직성으로 인해 그들 사이에 "미끄러짐"과 "마찰"이 없어 기어 메시의 마찰력을 객관적으로 줄여 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 기어의 수명을 연장할 수 있습니다.
물론, 가장 널리 사용되는 치형 프로파일 형태인 인벌류트가 우리의 유일한 선택은 아닙니다.
엔지니어로서 "언더커팅" 외에도 이론적인 수준에서 실현 가능한지, 효과가 좋은지 고려해야 할 뿐만 아니라 더 중요한 것은 재료 선택을 포함하여 이론적인 내용이 나올 수 있는 방법을 찾아야 합니다. , 제조, 정밀, 테스트 등.
일반적으로 사용되는 기어 가공 방법은 크게 성형법과 팬 성형법으로 구분됩니다.성형방법은 치아 사이의 틈 모양에 맞는 공구를 제작하여 치아 모양을 직접 잘라내는 방식입니다.여기에는 일반적으로 밀링 커터, 버터플라이 연삭 휠 등이 포함됩니다.Fan Cheng 방법은 복잡함을 비교합니다. 두 개의 기어가 서로 맞물리고 있는데 그 중 하나는 매우 단단하고(칼) 다른 하나는 여전히 거친 상태라는 것을 이해할 수 있습니다.메싱 프로세스는 장거리에서 일반 메싱 상태로 점차 이동하고 있습니다.이 과정에서 중절삭을 통해 새로운 기어가 생산됩니다.관심이 있으시면 "역학의 원리"를 찾아 자세히 배우실 수 있습니다.
판청(Fancheng) 방법이 널리 사용되지만, 기어 톱니 수가 적을 경우 공구의 추가선과 맞물림 선의 교차점이 절단된 기어의 맞물림 한계점을 초과하고 가공할 기어의 루트가 됩니다. 언더컷 부분이 맞물림 한계점을 초과하기 때문에 기어의 정상적인 맞물림에는 영향을 미치지 않지만 치아의 강도가 약해진다는 단점이 있습니다.이러한 기어를 기어박스와 같은 중부하 작업에 사용하면 기어 톱니가 파손되기 쉽습니다.사진은 일반 가공(언더컷 포함) 후의 2다이 8톱니 기어 모델을 보여줍니다.
그리고 17은 우리나라 기어기준으로 계산한 한계치수 입니다.톱니 수가 17개 미만인 기어는 Fancheng 방법으로 정상적으로 가공할 때 "언더커팅 현상"이 나타납니다.이때 인덱싱을 위해 가공된 그림 2-다이 8톱니 기어(작은 언더컷)와 같이 변위 등 가공 방법을 조정해야 합니다.
물론 여기에 설명된 내용 중 상당수는 포괄적이지 않습니다.기계에는 더 많은 흥미로운 부품이 있으며 엔지니어링에서 이러한 부품을 제조하는 데 더 많은 문제가 있습니다.관심 있는 독자들은 좀 더 주의를 기울이시기 바랍니다.
결론: 17개의 치아는 가공방법에 따라 발생하며, 가공방법에 따라서도 달라집니다.성형방법, 변위가공(여기서는 구체적으로 평기어를 말한다) 등 기어의 가공방법을 교체하거나 개선하면 언더컷 현상이 발생하지 않으며, 17치수 제한에도 문제가 없다.
