история
Раскопанное древнегреческое зубчатое устройство
In the West, in 300 BC, the ancient Greek philosopher Aristotle described the problem of using bronze or cast iron gears to transmit rotational motion in "Mechanical Problems". The famous Greek scholars Aristotle and Archimedes have studied gears. The famous Greek inventor Gutisibios evenly inserted pins on the edge of the circular table to make it mesh with the pin wheel. He applied this mechanism to engraving. This is about 150 BC. In 100 BC, Herron, the Alexandrian inventor, invented the odometer and used gears in the odometer. In the 1st century AD, a gear transmission was also used in the waterwheel mill made by the Roman architect Pidobis. By the 14th century, gears began to be used in clocks.
Железные бронзовые шестерни в конце периода Воюющих царств
In the early years of the Eastern Han Dynasty (1st century AD), there were herringbone gears. The guide car and the Jili drum car that appeared in the Three Kingdoms period have adopted a gear transmission system. The water-rotating continuous mill invented by Du Yu in the Jin Dynasty transmits the power of the water wheel to the stone mill through gears. The earliest record of the gear transmission system in the history books is the description of the armillary sphere made by Xing Yi and Liang Lingzhan in the Tang Dynasty in 725. The water transport instrument elephant table (see ancient Chinese timepieces) made in the Northern Song Dynasty used a complicated gear system. In the Ming Dynasty Mao Yuanyi's "Wu Bei Zhi" (written in 1621) recorded a rack and pinion transmission. An iron ratchet gear was discovered in the ruins of the ancient city of Anwuji, Hebei, excavated in 1956. The diameter of the wheel is about 80 mm. Although it is incomplete, the iron quality is better. After research, it is confirmed that it is the end of the Warring States period (3rd century BC). Products from the Western Han Dynasty (206 BC to 24 AD). Bronze spine gears were unearthed in Changjiaya, Yongji County, Shanxi Province in 1954. With reference to the artifacts unearthed in Tongkeng, it can be concluded that they are the relics of the Qin Dynasty (221-206 BC) or the early Western Han Dynasty. The wheel has 40 teeth and the diameter is about 25 mm. Regarding the purpose of the ratchet gear, no written records have been found so far, and it is speculated that it may be used for braking to prevent the axle from turning backwards. A pair of bronze herringbone gears were unearthed in Hongqing Village, Chang'an County, Shaanxi Province in 1953. Based on the analysis of the tomb structure and the tomb objects, it can be determined that the pair of gears came from the early Eastern Han Dynasty. Both wheels have 24 teeth and a diameter of about 15 mm. The same herringbone gear was also found in Hengyang and other places. 1
Gear transmission structure diagram in "Wu Bei Zhi"
Еще в 1694 году французский ученый ФИЛИПП ДЕ ЛАИР впервые предложил использовать эвольвенту в качестве кривой профиля зуба. В 1733 г. француз М. Камю предположил, что общая нормаль точки контакта зуба шестерни должна проходить через узел на центральной линии. Когда вспомогательная мгновенная центральная линия катится исключительно вдоль мгновенной центральной линии (делительной окружности) большого колеса и малого колеса, профиль вспомогательного зуба, жестко соединенный с вспомогательной мгновенной центральной линией, образует два профиля зуба на большом колесе и малом колесе. рулевое колесо. Кривые сопряжены друг с другом, что является теоремой Камю. Он учитывает состояние зацепления двух поверхностей зуба; он четко устанавливает современное представление о траектории точки контакта. В 1765 г. швейцарец Л. ЭЙЛЕР выдвигает математические основы для аналитического исследования эвольвентного профиля зуба и выясняет зависимость между радиусом кривизны кривой профиля зуба и центром кривизны пары зубчатых колес, находящихся в зацеплении. Позже SAVARY доработал этот метод и стал уравнением EU-LET-SAVARY. Вклад компании ROTEFT WULLS в применение эвольвентного профиля зуба. Он предположил, что при изменении межосевого расстояния эвольвентная передача имеет преимущество постоянного отношения угловой скорости. В 1873 году немецкий инженер ХОППЕ предложил эвольвентный профиль зубьев шестерен с разным числом зубьев при изменении угла давления, заложив тем самым основу для мышления современных переключающих передач.
В конце 19 века принцип генеративного метода нарезания зубьев и появление специальных станков и приспособлений, использовавших этот принцип для нарезания зубчатых колес, сделали обработку зубчатых колес более совершенной, а эвольвентный профиль зуба показал большие преимущества. Пока зуборезный инструмент слегка смещается из нормального положения зацепления во время нарезания зубчатых колес, соответствующее смещенное зубчатое колесо может быть вырезано на станке с помощью стандартного инструмента. В 1908 году швейцарская компания MAAG исследовала метод вытеснения и произвела зубодолбежный станок. Позже британская BSS, американская AGMA и немецкая DIN последовательно предлагали различные методы расчета смещения зубчатых колес.
Бронзовая елочка в ранней династии Хань
In order to increase the service life of the power transmission gear and reduce its size, in addition to improvements in materials, heat treatment and structure, the arc-toothed gear has been developed. In 1907, the British FRANK HUMPHRIS first published the arc tooth profile. In 1926, ERUEST WILDHABER obtained the patent right for the arc tooth profile helical gear. In 1955, the Soviet Union's M. L. NOVIKOV completed the practical research on arc toothed gears and won the Lenin Medal. In 1970, the engineer of ROLH-ROYCE company R． M. STUDER has obtained a US patent for double circular arc gears. This kind of gear has been paid more and more attention to by people, and it has played a significant role in production.
Шестерни представляют собой зубчатые механические детали, которые могут зацепляться друг с другом. Они широко используются в механической трансмиссии и во всей механической области. Современная зубчатая техника достигла: модуля зубчатого колеса 0.004 до 100 мм; диаметр шестерни от 1 мм до 150 метров; мощность передачи может достигать 100,000 киловатт; скорость вращения может достигать сотен тысяч оборотов в минуту; самая высокая окружная скорость может достигать 300 метров в секунду.
С развитием производства ценилась плавность работы передач. В 1674 году датский астроном Ромер впервые предложил использовать эпициклоиду в качестве кривой профиля зуба для получения плавного хода шестерни.
Во время промышленной революции 18 века технология зубчатых передач быстро развивалась, и люди провели много исследований зубчатых колес. В 1733 году французский математик Ками опубликовал основной закон зацепления профиля зуба; в 1765 году швейцарский математик Эйлер предложил использовать эвольвенту в качестве кривой профиля зуба.
Зубофрезерные станки и зубодолбежные станки появились в 19 веке для решения проблемы массового производства высокоточных зубчатых колес. В 1900 году Профорт установил дифференциальное устройство для зубофрезерного станка, которое могло обрабатывать косозубые шестерни на зубофрезерном станке. С тех пор зубофрезерный станок стал популярен, а генеративный метод имеет подавляющее преимущество при обработке зубчатых колес. Эвольвентные зубчатые колеса стали наиболее широко используемыми передачами. .
В 1899 году Раше впервые реализовал схему переключения передач. Смещенная шестерня может не только избежать подрезания зубьев шестерни, но также может соответствовать межосевому расстоянию и улучшить -грузоподъемность шестерни. В 1923 году американец Уайлд Хабер впервые предложил зубчатое колесо с дугообразным профилем зуба. В 1955 году Суновиков провел углубленное-исследование дугового зубчатого колеса, которое затем использовалось в производстве. Этот тип зубчатого колеса обладает высокой-несущей способностью и эффективностью, но его не так просто изготовить, как эвольвентное зубчатое колесо, и он нуждается в дальнейшем совершенствовании.
