Cómo escribir una descripción general de los engranajes
Según los registros históricos, los engranajes ya se utilizaban en la antigua China entre el 400 y el 200 a.C. Los engranajes de bronce desenterrados en la provincia china de Shanxi son los más antiguos jamás encontrados. Como dispositivo mecánico que refleja los logros de la ciencia y la tecnología antiguas, el carro guía sur es un mecanismo de engranajes. A finales de 2017, se empezó a estudiar la forma de los dientes de los engranajes que pueden transmitir correctamente el movimiento. En el siglo XVIII, después de la Revolución Industrial en Europa, la transmisión por engranajes se utilizó ampliamente. Primero se desarrollaron los engranajes cicloidales y luego los engranajes involutivos. Hasta principios del siglo XX, los engranajes de involuta dominaban las aplicaciones.
Ya en 1694, el erudito francés Philippe? ¿Virtud? ¿Los Ángeles? Hire propuso por primera vez que la involuta se pudiera utilizar como curva del perfil del diente. En 1733, el francés M. Camus propuso que la línea normal pública del punto de contacto de los dientes del engranaje debe pasar a través del nodo en la línea central. Cuando la línea central instantánea auxiliar rueda a lo largo de la línea central instantánea (círculo primitivo) de la rueda giratoria y la rueda pequeña respectivamente, las dos curvas de perfil de diente formadas por los perfiles de dientes auxiliares conectados fijamente a la línea central instantánea auxiliar en la rueda giratoria y la rueda pequeña se conjugan entre sí. otro, este es el teorema de Camus. Tiene en cuenta el estado de engrane de las dos superficies de los dientes; el concepto moderno de trayectoria del punto de contacto está claramente establecido. En 1765, L. Euler de Suiza propuso la base matemática para el estudio analítico de los perfiles de dientes involutos y desarrolló la relación entre el radio de curvatura y la posición del centro de curvatura de un par de curvas de perfil de dientes de engranajes engranados. Más tarde, Savary mejoró aún más este método y se convirtió en la ecuación actual de Eu-let-Savary. ¿Roteft contribuyó a la aplicación de perfiles de dientes involutos? Además, propuso que los engranajes de involuta tienen la ventaja de que la relación de velocidad angular no cambia cuando cambia la distancia entre centros. En 1873, el ingeniero alemán Hoppe propuso el perfil de dientes involutivos de los engranajes con diferente número de dientes cuando cambia el ángulo de presión, sentando las bases ideológicas para los engranajes variables modernos.
A finales de 19, el principio del método de corte de engranajes generado y la aparición de máquinas herramienta y herramientas especiales que utilizan este principio han hecho que el perfil del diente involuto muestre grandes ventajas después de que el engranaje está equipado con más herramientas completas. Al cortar engranajes, siempre que el cortador de engranajes se mueva ligeramente desde la posición de engrane normal, el engranaje modificado correspondiente se puede cortar en la máquina herramienta con un cortador estándar. En 1908, la MAAG suiza estudió métodos de moldeado y creó un moldeador de engranajes generadores. Posteriormente, la BSS británica, la AGMA estadounidense y la DIN alemana propusieron sucesivamente varios métodos de cálculo para la modificación de engranajes.
Con el fin de aumentar la vida útil y reducir el tamaño de los engranajes de transmisión de potencia, además de mejorar los materiales, el tratamiento térmico y la estructura, también se han desarrollado engranajes con perfil de diente de arco. 1907, Frank, Inglaterra? Humphris publicó por primera vez el perfil del diente en arco. 1926, Eruest, ¿nativo de Suiza? Wildhaber patenta el engranaje cónico con dientes de arco normal. En 1955, M.L. Novikov de la Unión Soviética completó la investigación práctica sobre engranajes de arco y ganó la Medalla de Lenin. En 1970, R.M. Studer, un ingeniero de la compañía británica Rolh-Royce, obtuvo la patente estadounidense del engranaje de doble arco. Este tipo de equipo atrae cada vez más la atención de la gente y juega un papel importante en la producción.
Un engranaje es una pieza mecánica dentada que puede engranar entre sí. Es muy utilizada en la transmisión mecánica y en todo el campo mecánico. La tecnología de engranajes moderna ha alcanzado: módulo de engranajes de 0,004 ~ 100 mm; diámetro de engranaje de 1 mm a 150 m; potencia de transmisión de hasta cientos de miles de kilovatios; velocidad de hasta cientos de miles de revoluciones por minuto; p >
La aplicación de engranajes en la transmisión apareció muy temprano. Más de 300 a. C., el antiguo filósofo griego Aristóteles abordó el problema del uso de engranajes de bronce o hierro fundido para transmitir el movimiento de rotación en "Problemas mecánicos". La brújula del sur, inventada en la antigua China, ya utilizaba un tren de engranajes completo. Sin embargo, ¿los engranajes antiguos estaban hechos de madera u oro? Está fundido y solo puede transmitir el movimiento de rotación entre los ejes. No puede garantizar la estabilidad de la transmisión y la capacidad de carga del engranaje también es muy pequeña.
Con el desarrollo de la producción, se ha prestado atención a la estabilidad del funcionamiento de los engranajes. En 1674, el astrónomo danés Romer propuso por primera vez utilizar la epicicloide como curva del perfil del diente para obtener un engranaje que funcionara suavemente.
Durante la Revolución Industrial en el siglo XVIII, la tecnología de los engranajes se desarrolló rápidamente y la gente investigó mucho sobre los engranajes. En 1733, el matemático francés Camille publicó la ley básica del engrane del perfil dentario; en 1765, el matemático suizo Euler sugirió utilizar la involuta como curva del perfil dentario;
En el siglo XIX aparecieron las fresadoras y conformadoras de engranajes, que resolvieron el problema de la producción en masa de engranajes de alta precisión. En 1900, Pfeiffer instaló un dispositivo diferencial en la talladora de engranajes para procesar engranajes helicoidales en la talladora. Desde entonces, las máquinas talladoras de engranajes se han vuelto populares, el método de generación de engranajes tiene una ventaja abrumadora y los engranajes de espiral se han convertido en los engranajes más utilizados.
En 1899, Lasher realizó por primera vez el plan de modificar los engranajes. El engranaje revisado no sólo puede evitar la socavación, sino también igualar la distancia entre centros y mejorar la capacidad de carga del engranaje. En 1923, el estadounidense Wilder Haber propuso por primera vez el engranaje de perfil dentado en arco. En 1955, Sunovikov llevó a cabo una investigación en profundidad sobre los engranajes de arco y se utilizaron en la producción. Este tipo de engranaje tiene una gran capacidad de carga y una alta eficiencia, pero no es tan fácil de fabricar como el engranaje de espiral y necesita mejoras adicionales.
Los engranajes generalmente se componen de dientes, ranuras de dientes, superficies extremas, superficies normales, círculos de punta de diente, círculos de raíz de diente, círculos de base y círculos índice.
Los dientes del engranaje se denominan dientes, ¿en el engranaje? Cada parte convexa se utiliza para engranar, estas partes convexas generalmente están dispuestas radialmente y los dientes de los engranajes emparejados están en contacto entre sí, de modo que los engranajes engranan y operan continuamente el espacio entre dos dientes adyacentes; engranaje; la cara del extremo está en el cilindro ¿En el engranaje o en el gusano cilíndrico? El plano perpendicular al engranaje o eje helicoidal; el plano normal se refiere al plano perpendicular a la línea de los dientes del engranaje; el círculo de la punta del diente se refiere al círculo donde se encuentra la punta del diente; donde se encuentra el fondo de la ranura; el círculo base es el asintótico. ¿La barra colectora de la línea abierta forma un círculo rodante puro que divide el círculo? Es el círculo de referencia para calcular las dimensiones geométricas del engranaje en la cara final.
Los engranajes se pueden clasificar según el perfil del diente, la forma del engranaje, la forma de la línea del diente, la superficie sobre la que se ubican los dientes del engranaje y el método de fabricación.
El perfil de los dientes del engranaje incluye la curva del perfil de los dientes, el ángulo de presión, la altura de los dientes y el desplazamiento. Los engranajes de espiral son relativamente fáciles de fabricar, pero ¿qué pasa con los engranajes que se utilizan en los tiempos modernos? Los engranajes de espiral representan la mayoría absoluta, mientras que los engranajes cicloidales y de arco se utilizan con menos frecuencia.
En términos de ángulo de presión, los engranajes con ángulos de presión pequeños tienen una capacidad de carga pequeña; los engranajes con ángulos de presión grandes, aunque tienen una capacidad de carga alta, aumentan la carga de carga al transmitir el mismo par. por lo que sólo se utilizan en circunstancias especiales. La altura de los dientes de los engranajes se ha estandarizado y generalmente se utilizan alturas de dientes estándar. Los engranajes variables tienen muchas ventajas y se han utilizado en diversos equipos mecánicos.
Además, los engranajes se pueden dividir en engranajes cilíndricos, engranajes cónicos, engranajes no circulares, cremalleras, tornillos sin fin y engranajes sin fin según sus formas. Según la forma de la línea de dientes, se divide en engranajes rectos, engranajes helicoidales, engranajes en espiga y engranajes curvos, según la superficie del diente, se puede dividir en engranajes externos y engranajes internos; dividido en engranajes fundidos, engranajes de corte, engranajes laminados y engranajes sinterizados.
Los materiales de fabricación y el proceso de tratamiento térmico del engranaje tienen un gran impacto en la capacidad de carga, el tamaño y el peso del engranaje. Antes de la década de 1950, se utilizaba acero al carbono para los engranajes, acero aleado en la década de 1960 y acero cementado en la década de 1970. ¿Por dureza? La superficie del diente se puede dividir en superficie del diente blando y superficie del diente duro.
Los engranajes con superficies de dientes más blandas tienen menor capacidad de carga, pero son más fáciles de fabricar y funcionan bien. Se utiliza principalmente en maquinaria general y producción de lotes pequeños donde no existen restricciones estrictas en cuanto al tamaño y peso de la transmisión. Dado que la rueda pequeña soporta la carga más pesada entre los engranajes emparejados, para que la vida útil de los engranajes grandes y pequeños sea aproximadamente igual, ¿la dureza de la superficie del diente de la rueda pequeña es generalmente mayor que la de la rueda grande? .
La alta capacidad de carga de los engranajes endurecidos se produce después de que los engranajes se cortan con precisión. Luego se templa, se endurece la superficie o se carburiza y se templa para aumentar la dureza. Pero durante el proceso de tratamiento térmico, el engranaje inevitablemente se deformará, por lo que ¿es necesario rectificarlo, lapearlo o cortarlo con precisión después del tratamiento térmico? Para eliminar errores causados por la deformación y mejorar la precisión de los engranajes.
Los aceros comúnmente utilizados para fabricar engranajes incluyen acero templado y revenido, acero templado, acero carburizado y templado y acero nitrurado. El acero fundido es un poco menos resistente que el acero forjado y, a menudo, se utiliza para engranajes más grandes. El hierro fundido gris tiene propiedades mecánicas deficientes y puede usarse para transmisiones de engranajes abiertos con cargas ligeras. ¿Puede el hierro dúctil reemplazar parcialmente al acero para fabricar engranajes? Los engranajes de plástico se utilizan principalmente en lugares con cargas ligeras y requisitos de bajo ruido. Los engranajes correspondientes son generalmente engranajes de acero con buena conductividad térmica.
Los engranajes del futuro se están desarrollando hacia cargas pesadas, alta velocidad, alta precisión y alta eficiencia, esforzándose por ser pequeños en tamaño, livianos, de larga duración, económicos y confiables.
El desarrollo de la teoría de los engranajes y la tecnología de fabricación estudiará más a fondo el mecanismo del daño de los dientes de los engranajes, que es la base para establecer métodos confiables de cálculo de resistencia y la base teórica para mejorar la capacidad de carga de los engranajes y extender su vida útil. . Desarrollar nuevos perfiles de dientes representados por perfiles de dientes en arco; investigar nuevos materiales para engranajes y nuevos procesos de fabricación de engranajes; Se estudiaron la deformación elástica, los errores de fabricación e instalación y la distribución del campo de temperatura del engranaje, y se modificaron los dientes del engranaje para mejorar la estabilidad del funcionamiento del engranaje y aumentar el área de contacto de los dientes del engranaje a plena carga, mejorando así la Capacidad de carga del engranaje.
¿Qué es la fricción, la teoría de la lubricación y la tecnología de la lubricación? El trabajo básico en la investigación de engranajes, el estudio de la teoría de la lubricación elastohidrodinámica, la promoción de lubricantes sintéticos y la adición de aditivos de presión extrema al aceite no solo pueden mejorar la capacidad de carga de la superficie del diente, sino también mejorar la eficiencia de la transmisión.
Tipos de mecanismos de engranajes:
1. ¿Clasificados por relación de transmisión?
¿Relación de transmisión fija? ——? ¿Mecanismo de engranaje circular (cilíndrico, cónico)?
¿Relación de transmisión variable? ——? ¿Mecanismo de engranajes no circulares (engranaje elíptico)?
2. ¿Clasificar según la posición relativa del eje?
¿Mecanismo de engranaje plano?
¿Transmisión de engranajes rectos?
¿Transmisión de engranajes externos?
¿Transmisión de engranajes internos?
¿Transmisión de piñón y cremallera?
¿Transmisión de engranajes cilíndricos helicoidales?
¿Transmisión con engranajes en espiga?
¿Mecanismo de engranaje espacial?
¿Transmisión de engranajes cónicos?
¿Transmisión de engranajes helicoidales con eje escalonado?
Transmisión por engranaje helicoidal
Tecnología de engranajes:
¿Engranaje cónico?
¿Equipo semiacabado?
¿Engranaje en espiral?
¿Engranaje interno?
¿Engranaje recto?
Engranaje sin fin
Principales parámetros del engranaje cilíndrico helicoidal
Ángulo de hélice: β? >? 0 es zurdo y viceversa.
Punto: ¿pn? =?Ptcosβ, los subíndices n y t representan la línea normal y la superficie final respectivamente.
Módulo: mn =? mtcosβ
Ancho del diente:
Diámetro del círculo de paso: d? =?mtz
Distancia al centro: a=1/2*m(z1+z2)
Condición de mallado correcta: m1? =?m2,α1? =?α2,β1?=β2
Coincidencia:
Número equivalente de dientes:
Método de diagnóstico simple de vibración de engranajes
Simple diagnóstico El propósito es determinar rápidamente si el engranaje está en condiciones normales de funcionamiento y realizar análisis de diagnóstico adicionales o tomar otras medidas para el engranaje en condiciones anormales de funcionamiento. Por supuesto, en muchos casos, algunas fallas obvias también pueden diagnosticarse basándose en un simple análisis de vibración.
El diagnóstico simple de engranajes incluye diagnóstico de ruido, diagnóstico de nivel de vibración y diagnóstico de pulso de choque (SPM), de los cuales el diagnóstico de nivel de vibración es el más utilizado.
El método de diagnóstico de nivelación de vibraciones es un método de diagnóstico que utiliza la intensidad de vibración del engranaje para determinar si el engranaje está en condiciones normales de funcionamiento. Según diferentes indicadores y estándares de juicio, se puede dividir en método de juicio de valor absoluto y método de juicio de valor relativo.
1. Método de determinación del valor absoluto
El método de determinación del valor absoluto utiliza el valor de amplitud medido en el mismo punto de medición en la caja de cambios como indicador para evaluar directamente el estado de funcionamiento.
Para utilizar el método de juicio de valor absoluto para identificar el estado del engranaje, se deben formular los estándares de juicio correspondientes de acuerdo con diferentes cajas de cambios y diferentes requisitos de uso.
La base principal para determinar el valor absoluto de la posición de la marcha es la siguiente:
1) Investigación teórica sobre fenómenos de vibración anormales;
(2) Análisis de fenómenos de vibración basados en experimentos;
(3) Evaluación estadística de datos de medición
(4) Consulte las normas nacionales y extranjeras pertinentes.
De hecho, no existe un criterio de valoración absoluto que pueda aplicarse a todos los engranajes. Cuando el tamaño y el tipo de engranajes son diferentes, los criterios de evaluación naturalmente serán diferentes.
Al juzgar la vibración de banda ancha en función de los parámetros medidos, el valor estándar debe variar según la frecuencia. Cuando la frecuencia es inferior a 1 kHz, la vibración se juzga por la velocidad; cuando la frecuencia es superior a 1 kHz, la vibración se juzga por la aceleración. Los estándares reales variarán según el caso.
2. Método de valoración del valor de fase
En aplicaciones prácticas, para engranajes cuyos estándares de valoración absoluta aún no se han formulado, los datos de medición in situ se pueden utilizar plenamente para promediar estadísticas. para formular apropiado El estándar de juicio relativo se llama método de juicio de valor relativo.
El estándar de evaluación relativa requiere que la amplitud medida en la misma parte de la caja de cambios en diferentes momentos se compare con la amplitud en el estado normal cuando el valor medido se compara con el valor normal hasta cierto punto. , se considera que se encuentra en un determinado estado. Por ejemplo, el estándar de juicio de valor relativo estipula que si el valor real alcanza de 1,6 a 2 veces el valor normal, se debe prestar atención, y si el valor real alcanza de 2,56 a 4 veces, significa peligro. En cuanto a clasificarlo según 1,6 veces o 2 veces, depende de los requisitos de uso de la caja de cambios. Los equipos de desbaste (como la maquinaria de minería) suelen utilizar clasificaciones multiclase más altas.
En la práctica, para lograr los mejores resultados, los dos métodos anteriores se pueden utilizar simultáneamente para comparación y evaluación integral.
[Editar este párrafo] Engranaje - Términos principales
Diente - Cada parte elevada de un engranaje que se utiliza para engranar. Generalmente, estas partes elevadas están dispuestas en un patrón radial. Los dientes de los pares de engranajes entran en contacto entre sí, lo que hace que los engranajes funcionen en constante engrane. ?
Diente - El espacio entre dos dientes adyacentes en un engranaje. ?
Cara del engranaje: plano perpendicular al engranaje cilíndrico o eje helicoidal. ?
Plano normal: en un engranaje, el plano normal es el plano perpendicular a la línea de los dientes del engranaje. ?
Círculo de la punta del diente: el círculo donde se encuentra la punta del diente. ?
Círculo de la raíz del diente: el círculo donde se encuentra la parte inferior de la ranura. ?
Círculo básico: el círculo en el que se produce un rodamiento puro en la generatriz que forma la involuta. ?
Círculo índice: círculo de referencia para calcular las dimensiones geométricas de la cara del engranaje. Para los engranajes rectos, el módulo y el ángulo de presión en el círculo primitivo son valores estándar. ?
Superficie del diente: el flanco del diente del engranaje entre la superficie cilíndrica superior del diente y la superficie cilíndrica de la raíz del diente. ?
Perfil del diente: la línea del perfil de la superficie del diente cortada por una superficie curva específica (el plano de un engranaje cilíndrico). ?
Línea del diente: la línea de intersección entre la superficie del diente y la superficie cilíndrica de indexación. ?
Paso del diente final pt: la longitud del arco índice entre dos perfiles de dientes finales adyacentes en el mismo lado. ?
Módulo m - el cociente obtenido al dividir el paso por π, en milímetros. ?
Paso del diámetro p-el recíproco del módulo, en pulgadas. ?
¿Grosor del diente? ——La longitud del arco de indexación entre los perfiles de los dientes en ambos lados de un diente de engranaje en la cara del extremo. ?
Ancho de ranura e? ——La longitud del arco de indexación entre los perfiles de los dientes en ambos lados de una ranura de diente en la cara del extremo. ?
Altura de la punta del diente hι: la distancia radial entre el círculo de la punta del diente y el círculo índice. ?
Altura de la raíz del diente HF: la distancia radial entre el círculo índice y el círculo de la raíz del diente. ?
Altura total del diente h: la distancia radial entre el círculo de la punta del diente y el círculo de la raíz del diente. ?
Ancho del diente b: el tamaño axial de los dientes del engranaje. ?
¿Ángulo de presión facial? ɑt——? El ángulo agudo entre la línea radial a través de la cual el perfil del diente de la cara extrema intersecta el círculo de graduación y la línea tangente del perfil del diente que pasa por ese punto.
?
Marco de referencia (¿estándar? bastidor): solo el círculo base, el perfil del diente, la altura completa del diente, la altura de la corona del diente, el espesor del diente y otras dimensiones cumplen con las especificaciones estándar del engranaje recto, y los dientes se cortan de acuerdo según las especificaciones estándar del engranaje. La cremallera se denomina cremallera de referencia.
Círculo primitivo de referencia (¿estándar? ¿círculo primitivo?): círculo de referencia utilizado para determinar el tamaño de cada parte del engranaje. ¿para qué? ¿Número de dientes x módulo?
Línea de paso de referencia (¿estándar? ¿paso? línea): Una línea de paso específica en la cremallera o el espesor del diente medido a lo largo de esta línea es la mitad del paso.
Círculo primitivo de acción (¿acción? ¿paso? círculo): cuando un par de engranajes rectos se engranan, cada uno tiene una línea tangente para formar un círculo rodante.
Paso de referencia (¿estándar? paso): Si se utiliza como referencia el paso estándar seleccionado, es igual al paso del rack de referencia.
Pitch (¿círculo de paso?): La trayectoria que queda en el punto de contacto de engrane de los dos engranajes se llama círculo de paso.
Pitch (diámetro primitivo): diámetro del círculo primitivo.
Altura efectiva del diente (¿profundidad de trabajo?): la altura de la corona de un par de engranajes rectos. También llamada altura del diente de trabajo.
Apéndice: Diferencia de radio entre el círculo superior y el círculo primitivo.
Separación dental: Es la separación entre las superficies de los dientes cuando dos dientes muerden.
Separación: Cuando dos dientes engranan, es la separación entre el círculo superior de un engranaje y la parte inferior del otro engranaje.
Nodo (¿punto? de paso): El punto donde un par de engranajes engranan y son tangentes al círculo de paso.
Paso: distancia del arco entre puntos correspondientes entre dos dientes adyacentes.
Paso normal (¿normal? paso: paso de un engranaje de evoluta, medido a lo largo de la misma línea vertical de una sección específica.
Introducción a los engranajes de plástico;
Con el desarrollo de la ciencia, los engranajes han cambiado gradualmente de engranajes metálicos a engranajes de plástico porque los engranajes de plástico son más lubricantes y resistentes al desgaste.