일찍이 1694 년에 프랑스 학자 필립 드라헤르는 먼저 인벌루트 곡선이 될 수 있다고 제안했다. 1733 년 프랑스인 M. 카뮤는 기어 톱니 접촉점의 공법선이 중심선의 노드를 통과해야 한다고 제안했다. 보조 순간 중심선은 각각 큰 휠과 작은 휠을 따라 작동합니다.
캠의 순간 중심선 (피치 원) 이 순수 롤링될 때, 큰 바퀴와 작은 바퀴에서 보조 순간 중심선 고정에 연결된 보조 톱니 프로파일에 의해 형성된 두 개의 톱니 프로파일 곡선이 서로 멍에를 메는 것이 카뮤 정리입니다. 두 치아 표면의 맞물림 상태를 고려합니다. 접촉점 궤적의 현대 이론이 명확하게 확립되었다
개념. 1765 년 스위스의 L. Euler 는 나선형 톱니 프로파일 분석 연구의 수학적 기초를 제시하여 한 쌍의 메쉬 기어 톱니 프로파일 곡선의 곡률 반지름과 곡률 중심 위치 간의 관계를 설명합니다. 나중에 사발리는 이 방법을 더욱 보완하여 현재의 Eu-let-Savary 방정식이 되었다. Roteft WUlls 는 인벌루트 톱니 프로파일의 적용에 기여했으며, 인벌루트 기어는 중심 거리가 변할 때 각속도 비율이 변하지 않는다는 장점을 제시했다. 1873 년, 독일 엔지니어 Hoppe 는 압력각이 변할 때 톱니 수가 다른 기어의 인벌루트 톱니 윤곽을 제시하여 현대 변위 기어에 대한 생각의 토대를 마련했습니다.
19 년 말, 이 원리를 활용한 전용 기계와 공구의 출현으로 인벌루트 톱니 윤곽이 기어에 더 완벽한 도구를 갖추게 된 후 큰 우월성을 보였다. 이를 자를 때 기어 공구를 정상 메쉬 위치에서 약간 이동하기만 하면 표준 공구를 사용하여 작업셀에서 해당 수정 기어를 잘라낼 수 있습니다. 1908 기간 동안 스위스 MAAG 는 수정 방법을 연구하여 삽입기로 전시했다. 이후 영국 BSS, 미국 AGMA, 독일 DIN 은 각종 기어 수정 계산 방법을 잇달아 제시했다.
동력 전동 기어의 수명을 높이고 크기를 줄이기 위해 재질, 열처리 및 구조를 개선하는 것 외에 호 톱니 프로파일 기어도 개발되었습니다. 1907 년 영국인 Frank Humphris 가 먼저 원형 톱니 윤곽을 발표했다. 1926 년 스위스 Eruest Wildhaber 는 법선 호 베벨 기어의 특허권을 획득했습니다. 1955 년 소련의 M.L. 노비코프는 원호 기어의 실용화 연구를 마치고 레닌훈장을 받았다. 1970 년 영국 Rolh—Royce 엔지니어 R.M.Studer 가 미국 이중 원호 기어 특허를 획득했습니다. 이런 톱니바퀴는 점점 사람들의 중시를 받고 있으며 생산에서 중요한 역할을 했다.
기어는 서로 맞물릴 수 있는 톱니가 있는 기계 부품으로 기계 전동 및 전체 기계 분야에 광범위하게 적용됩니다. 현대 기어 기술은 이미 달성되었다: 기어 모듈 0.004 ~100mm; 기어 지름은 1mm 에서150m 까지입니다. 전송 전력은 10 만 킬로와트에 달할 수 있습니다. 회전 속도 도달 10 만 회전/분; 최대 원주 속도는 초당 300m 입니다
기어는 전동에 응용이 아주 일찍 나타났다. 기원전 300 여 년 동안 고대 그리스 철학자 아리스토텔레스는' 기계 문제' 에서 청동이나 주철 기어로 회전 운동을 전달하는 문제를 설명했다. 중국 고대에 발명된 남나침반은 이미 전체 톱니바퀴 체계를 사용했다. 그러나 고대의 톱니바퀴는 모두 나무나 금속으로 만들어져 축 사이의 회전 운동만 전달할 수 있었고, 전동의 안정성을 보장할 수 없었고, 톱니바퀴의 운반 능력도 매우 작았다.
생산이 발전함에 따라 기어 작동의 안정성이 중시되었다. 1674 년 덴마크 천문학자 로머는 먼저 외륜을 톱니 프로파일 곡선으로 사용하여 부드럽게 작동하는 기어를 제안했다.
18 세기 산업혁명 시기에 기어 기술이 급속히 발전하여 사람들은 기어에 대해 대량의 연구를 하였다. 1733 년, 프랑스 수학자 카밀은 치형 메쉬 기본 법칙을 발표했습니다. 1765 년 스위스 수학자 오일러는 인벌루트 (Involute) 를 톱니 프로파일 곡선으로 사용할 것을 제안했다.
19 세기에 호빙 기계와 기어 셰이퍼가 등장해 고정밀 기어의 대량 생산 문제를 해결했다. 1900 년, 푸프트는 롤러에 차동 장치를 설치하여 롤러에 베벨 기어를 가공할 수 있었다. 이후 호빙 기계가 보급되기 시작했고, 기어 전시법은 압도적인 우위를 차지했고, 인벌루트 기어는 가장 널리 사용되는 기어가 되었다.
1899 년에 Lasher 는 먼저 기어를 수정하는 방안을 실현했다. 수정된 기어는 루트 컷을 피할 수 있을 뿐만 아니라 중심 거리를 일치시켜 기어의 운반 능력을 향상시킬 수 있습니다. 1923 년 미국의 Wilder Haber 는 먼저 원호 톱니 프로파일 기어를 제안했다. 1955 년, 소노비코프는 원호 기어를 심도 있게 연구하여 원호 기어를 생산에 적용했다. 이런 톱니바퀴는 적재능력이 높고 효율이 높지만 인벌루트 톱니바퀴만큼 쉽게 제조되지 않아 더욱 개선해야 한다.
기어는 일반적으로 톱니, 슬롯, 끝면, 수직면, 이끝 원, 이뿌리 원, 기준 원 및 피치 원으로 구성됩니다.
기어 톱니, 줄여서 톱니라고 하는 기어 톱니는 톱니에 맞물리는 데 사용되는 각 볼록한 부분입니다. 이러한 볼록한 부분은 일반적으로 방사형으로 배열되어 있으며, 한 쌍의 톱니가 서로 닿아 기어가 맞물려 계속 작동할 수 있습니다. 홈은 기어에서 인접한 두 치아 사이의 공간입니다. 끝면은 기어나 웜의 축에 수직인 원통형 기어나 웜의 평면입니다. 법선 평면은 기어 톱니에 수직인 톱니 선의 평면입니다. 톱니 끝 원은 톱니 끝이 있는 원을 나타냅니다. 이뿌리 원은 그루브 바닥이 있는 원을 나타냅니다. 기본 원은 인벌 류트 버스가 순수 롤링 원을 만드는 것입니다. 피치 원은 끝 기어의 형상 치수를 계산하는 참조 원입니다.
기어는 톱니 프로파일, 기어 쉐이프, 톱니 선 쉐이프, 톱니가 있는 표면 및 제조 방법에 따라 분류할 수 있습니다.
기어의 톱니 프로파일에는 톱니 프로파일 곡선, 압력각, 톱니 높이 및 변위가 포함됩니다. 인벌루트 기어는 제조하기 쉽기 때문에 현대에 사용되는 기어에서는 인벌루트 기어가 절대다수를 차지하고, 사이클로이드 기어와 호 기어는 덜 사용됩니다.
압력각 방면에서 작은 압력각 기어의 운반 능력은 작다. 압력각이 큰 기어는 운반 능력이 높지만 토크가 같은 경우 베어링 하중이 증가하므로 특수한 상황에서만 사용됩니다. 기어의 톱니 높이는 이미 표준화되어, 일반적으로 표준 톱니 높이를 채택한다. 기어 변위에는 여러 가지 장점이 있으며 다양한 기계 장비에 적용되었습니다.
또한 기어는 쉐이프별로 스퍼, 베벨, 비원형, 래크 및 웜 기어로 나눌 수 있습니다. 톱니 선 모양에 따라 직선 기어, 베벨 기어, 헤링본 기어, 곡선 기어로 나뉩니다. 톱니 표면에 따라 외부 기어와 내부 기어로 나뉩니다. 제조 방법에 따라 주조 기어, 절단 기어, 롤링 기어 및 소결 기어로 나눌 수 있습니다.
기어의 제조 재질 및 열처리 공정은 기어의 운반 능력, 크기 및 무게에 큰 영향을 미칩니다. 1950 년대 이전에는 톱니바퀴용 탄소강, 60 년대에는 합금강, 70 년대에는 표면경화강이 사용되었습니다. 경도에 따라 치아 표면은 부드러운 치아 표면과 단단한 치아 표면으로 나눌 수 있습니다.
톱니면이 비교적 부드러운 톱니바퀴는 운반 능력이 낮지만 제조하기 쉬우며, 연마가 잘 된다. (윌리엄 셰익스피어, 톱니면, 톱니면, 톱니면, 톱니면, 톱니면, 톱니면) 변속기 크기와 무게에 대한 엄격한 제한이 없는 범용 기계 및 소량 생산에 많이 사용됩니다. 작은 바퀴는 한 쌍의 톱니바퀴에 부담이 많기 때문에, 크기 기어의 작동 수명을 대략 같게 하기 위해 작은 바퀴의 톱니면 경도는 일반적으로 큰 바퀴보다 높다.
경화 톱니면 기어의 운반 능력이 높다. 톱니바퀴가 정밀하게 절단된 후 담금질, 표면 담금질 또는 침탄 처리를 하여 경도를 높인다. 그러나 열처리 과정에서 기어가 불가피하게 변형되기 때문에 열처리 후 연삭, 연삭 또는 미세 조정을 수행하여 변형으로 인한 오류를 제거하고 기어의 정확도를 높여야 합니다.
기어를 만드는 데 자주 사용되는 강철은 조절강, 화강, 침탄 화강, 질화강이다. 주강의 강도는 단조강보다 약간 낮아 큰 톱니바퀴에 자주 쓰인다. 회주철의 기계적 성능이 좋지 않아 가벼운 오픈 기어 전동에 사용할 수 있습니다. 연성 철은 강철 제조 기어를 부분적으로 대체 할 수 있습니다. 플라스틱 기어는 하중이 가볍고 소음 요구 사항이 낮은 곳에 주로 사용되며, 그에 맞는 기어는 일반적으로 강철 기어로 열 전도성이 좋습니다.
미래의 기어는 중거리, 고속, 고정밀, 고효율 방향으로 발전하여 작은 크기, 가벼운 무게, 긴 수명, 경제적 신뢰성을 추구합니다.
기어 이론 및 제조 기술의 발전은 톱니 손상의 메커니즘을 더 연구할 것이며, 이는 신뢰할 수 있는 강도 계산 방법을 확립하는 기초이자 기어 운반 능력을 향상시키고 기어 수명을 연장하는 이론적 근거입니다. 호 톱니 윤곽으로 대표되는 새 톱니 프로파일을 개발합니다. 새로운 기어 재료 및 기어 제조 기술에 관한 연구: 기어의 탄성 변형, 제조 설치 오차 및 온도 필드 분포를 연구하고 기어 작동의 안정성을 높이고 전체 하중에서 기어 톱니의 접촉 영역을 늘려 기어의 운반 능력을 향상시키기 위해 기어 톱니를 수정했습니다.
마찰, 윤활 이론 및 윤활 기술은 기어 연구의 기본 작업입니다. 탄류 윤활 이론을 연구하고 합성 윤활유를 보급하고 극압 첨가제를 기름에 첨가하면 톱니면 운반 능력뿐만 아니라 전동 효율도 높일 수 있다. 중국 기어 공업의 발전 우리나라 기어 공업은' 15' 기간 동안 급속히 발전했다. 2005 년 기어 공업의 연간 생산액은 2000 년 240 억원에서 683 억원으로 증가했고, 연간 복합 성장률은 23.27% 로 우리나라 기계 기초 부품 1 위 산업이 되었다. 시장 수요와 생산 규모로 볼 때, 중국의 톱니바퀴 공업은 세계 4 위를 차지하며 이탈리아를 능가한다.
2006 년 전국의 모든 기어, 전동 및 전동물 생산업체는 공업총생산액 102628 183000 원을 실현하여 전년 대비 24. 15% 증가했다. 누적 실현 제품 판매 수익 98,238 만 2400 위안, 전년 대비 24.37% 증가 누적 실현 이익 총액은 566,526,5438+0 만원으로 전년 대비 26.85% 증가했다.
2007 년 6 월 5438 일부터 2 월 65438 일까지 전국의 모든 기어, 전동 및 구동 부품 생산업체는 공업 총생산액 13654284 1000 원을 실현하여 전년 대비 30.96% 증가했다. 2008 년 6 월 5438+0 ~ 6 월 5438+0, 전국 모든 기어, 전동 및 구동 제조 업체는 공업 총생산액14452913 만 위안을 실현하여 전년 대비 32.92% 증가했다.
선진국과 비교해, 중국의 기어 제조는 아직도 독립적인 혁신 능력의 부족, 신제품 개발의 느린 속도, 시장 경쟁 무질서, 약한 기업 관리, 낮은 정보화 수준, 직원의 포괄적인 질의 개선의 문제점이 있다. 현재 기어 업계는 시장 경쟁과 통합을 통해 집중도를 높이고 수십억 위안, 5 억 위안, 654.38+0 억 위안의 자산을 가진 대기업을 형성해야 한다. 자체 지적 재산권 제품의 설계 개발을 통해 기어 산업의 능력과 자원을 선두 기업의 지원 능력과 통합하는 차량 전동 시스템 (기어박스 및 구동축 어셈블리) 선두 기업을 형성하고 있습니다. 전문화, 네트워킹을 실현하여 대량의 기술 특색, 제품 특색, 반응력이 빠른 명품 기업을 형성하다. 기술 개조를 통해 현대 기어 제조 기업의 전환을 실현하다.
"11-5" 말에 중국 기어 제조업의 연간 매출은 6543.8+030 억원에 달할 수 있으며, 1 인당 매출은 65 만원/년으로 상승하여 세계 2 위를 차지할 것이다. 2006-20 10 년 신규 설비 65438+ 만 대, 즉 신규 설비 투자 약 60 억원, 신규 기계 2 만 대 구입, 단위당 평균 30 만원. 20 10 년까지 중국 기어 제조업은 40 만 대 안팎에 이를 것으로 예상되며, 그 중 디지털 제어 기계 65438+ 만 대, 수치화율 25% (업계 평균 수준 17% 이상) 가 되어야 합니다. [이 단락 편집] 기어 매커니즘의 유형은 전동비에 따라 분류됩니다.
고정 변속비-원형 기어 메커니즘 (원통, 원추)
가변 변속비-비원형 기어 메커니즘 (타원형 기어)
차축의 상대적 위치에 따라
평면 기어 메커니즘
스퍼 기어 드라이브
외부 메쉬 기어 드라이브
내부 기어 드라이브
래크-피니언 드라이브
헬리컬 원통 기어 전동
이중 나선 기어
공간 기어 메커니즘
베벨 기어 드라이브
지그재그 샤프트 베벨 기어 드라이브
웜 기어 드라이브
기어 기술:
경사계
반제품 기어
나선형 기어
내부 기어
직선형 기어
웜 기어 [이 세그먼트 편집] 베벨 기어 나선 각도의 주요 매개변수: β > 0 은 왼쪽이고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
Pitch: pn = ptcosβ, 아래 첨자 n 과 t 는 각각 법선 방향과 끝면을 나타냅니다.
모듈: Mn = mtcosβ
이폭:
피치 원 지름: d = mtz
중심 거리: a= 1/2*m(z 1+z2)
정확한 맞물림 조건: m 1 = m2, α 1 = α 2, β 1 =? 베타 2
우연의 일치:
등가 톱니 수:
기어 진동의 간단한 진단 방법
단순 진단의 목적은 기어가 정상 작동 상태인지 신속하게 판단하고 비정상적인 작동 상태의 기어에 대한 추가 진단 분석을 수행하거나 기타 조치를 취하는 것입니다. 물론, 많은 경우 진동의 간단한 분석에 따라 몇 가지 명백한 장애를 진단할 수 있습니다.
기어의 간단한 진단에는 소음 진단, 진동 수준 진단 및 충격 펄스 (SPM) 진단이 포함됩니다. 이 중 진동 수준 진단이 가장 많이 사용됩니다.
진동 평준화 진단은 기어의 진동 강도를 이용하여 기어가 정상 작동 상태인지 여부를 판단하는 진단 방법입니다. 판단지표와 기준에 따라 절대값 판단법과 상대값 판단법으로 나눌 수 있다.
1. 절대값 결정 방법
절대값 판단법은 기어 박스에 있는 같은 측정점에서 측정한 진폭값을 지표로 운영 상태를 직접 평가한다.
절대값 판단법으로 기어 상태를 식별하기 위해서는 기어박스와 사용 요구 사항에 따라 적절한 판단 기준을 세워야 한다.
위치 절대값을 결정하는 주요 기준은 다음과 같습니다.
1) 비정상적인 진동 현상에 관한 이론적 연구;
(2) 실험에 기초한 진동 현상 분석;
(3) 측정 데이터의 통계적 평가;
(4) 국내외 관련 기준을 참고한다.
사실 절대값의 판단 기준은 모든 기어에 적용될 수 없다. 기어의 크기와 유형이 다르면 판단 기준도 자연히 달라질 것이다.
측정 매개변수에 따라 광대역 진동을 판단할 때 표준 값은 주파수에 따라 변경되어야 합니다. 주파수가 1kHz 이하일 때 속도로 진동을 판단합니다. 주파수는 1kHz 이상이며 가속도를 통해 진동을 판단합니다. 실제 기준은 상황에 따라 다릅니다.
2 위상 값 판단 방법
실제 응용에서는 절대값 판단 기준이 정해지지 않은 기어에 대해 현장에서 측정한 데이터를 최대한 활용해 통계 평균을 내고 상대값 판단법이라는 적절한 상대판단 기준을 마련할 수 있다.
상대 판단 기준에 따르면 기어 박스의 같은 부위에서 서로 다른 시간에 측정한 진폭과 정상 상태의 진폭을 비교해야 하며, 측정치가 정상값과 어느 정도 비교될 때 특정 상태로 판단해야 한다. 예를 들어 상대값 판단 기준에 따르면 실제값이 정상치에 달하는 1.6~2 배는 주의해야 한다. 2.56~4 배에 이르면 위험을 의미한다. 1.6 배로 분류할지 아니면 2 배로 분류할지는 기어박스 사용 요구 사항에 따라 달라진다. 광산 기계와 같은 거친 선택 장비는 일반적으로 더 높은 다중 분류를 사용합니다.
실제로 최상의 결과를 얻기 위해 위의 두 가지 방법을 동시에 사용하여 비교 및 종합 평가를 수행할 수 있습니다.