història
Dispositiu d'engranatge grec antic desenterrat
A Occident, el 300 aC, l'antic filòsof grec Aristòtil va descriure el problema d'utilitzar engranatges de bronze o ferro colat per transmetre el moviment de rotació a "Problemes mecànics". Els famosos estudiosos grecs Aristòtil i Arquimedes han estudiat els engranatges. El famós inventor grec Gutisibios va inserir uniformement agulles a la vora de la taula circular per fer-la malla amb la roda del pin. Va aplicar aquest mecanisme al gravat. Això és al voltant del 150 aC. El 100 aC, Herron, l'inventor alexandrí, va inventar el comptaquilòmetres i va utilitzar engranatges en el comptaquilòmetres. Al segle I dC, també es va utilitzar una transmissió d'engranatges en el molí de roda d'aigua realitzat per l'arquitecte romà Pidobis. Al segle XIV, els engranatges van començar a ser utilitzats en rellotges.
Engranatges de bronze de ferro al final del període dels Estats Combatents
En els primers anys de la dinastia Han Oriental (segle I dC), hi havia engranatges d'espinacs. El cotxe guia i el cotxe de tambor Jili que va aparèixer en el període dels Tres Regnes han adoptat un sistema de transmissió d'engranatges. El molí continu giratori d'aigua inventat per Du Yu en la dinastia Jin transmet el poder de la roda d'aigua al molí de pedra a través d'engranatges. El registre més antic del sistema de transmissió d'engranatges en els llibres d'història és la descripció de l'esfera armil·lar feta per Xing Yi i Liang Lingzhan a la dinastia Tang el 725. La taula d'elefants d'instruments de transport d'aigua (vegeu antics rellotges xinesos) fabricats a la dinastia Song del Nord utilitzava un complicat sistema d'engranatges. A la dinastia Ming Mao Yuanyi el "Wu Bei Zhi" (escrit el 1621) va registrar una transmissió de cremallera i pinyó. Un equip de trinquet de ferro va ser descobert a les ruïnes de l'antiga ciutat d'Anwuji, Hebei, excavada el 1956. El diàmetre de la roda és d'uns 80 mm. Encara que és incompleta, la qualitat del ferro és millor. Després de la investigació, es confirma que és el final del període dels Estats Combatents (segle III aC). Productes de la dinastia Han Occidental (206 aC a 24 dC). Els engranatges de la columna vertebral de bronze van ser desenterrats a Changjiaya, comtat de Yongji, província de Shanxi el 1954. Pel que fa als artefactes desenterrats a Tongkeng, es pot concloure que són les relíquies de la dinastia Qin (221-206 aC) o de la primerenca dinastia Han occidental. La roda té 40 dents i el diàmetre és d'uns 25 mm. Pel que fa al propòsit de l'engranatge del trinquet, fins ara no s'han trobat registres escrits, i s'especula que es pot utilitzar per frenar per evitar que l'eix giri cap enrere. Un parell d'engranatges d'arengada de bronze van ser desenterrats a Hongqing Village, comtat de Chang'an, província de Shaanxi el 1953. Basant-se en l'anàlisi de l'estructura de la tomba i els objectes de la tomba, es pot determinar que el parell d'engranatges provenien de principis de la dinastia Han Oriental. Les dues rodes tenen 24 dents i un diàmetre d'uns 15 mm. El mateix engranatge d'espina dorsal també es va trobar a Hengyang i altres llocs. [1]
Diagrama d'estructura de transmissió d'engranatges a "Wu Bei Zhi"
Ja el 1694, l'erudit francès PHILIPPE DE LA HIRE va proposar per primera vegada que la involució es podria utilitzar com a corba de perfil dental. El 1733, el francès M.CAMUS va proposar que la normalització comuna del punt de contacte de la dent d'engranatges havia de passar a través del node de la línia central. Quan una línia auxiliar de centre instantani està rodant purament al llarg de la línia central instantània (cercle de to) de la roda gran i la roda petita, el perfil de dent auxiliar connectat fixament amb la línia auxiliar de centre instantani forma dos perfils de dents a la roda gran i la roda petita. Les corbes són conjugades entre si, que és el teorema CAMUS. Considera l'estat de malla de les dues superfícies de les dents; estableix clarament el concepte modern de la trajectòria del punt de contacte. El 1765, el suís L. EULER va proposar les bases matemàtiques per a l'estudi analític del perfil dental involut, i aclareix la relació entre el radi de curvatura de la corba del perfil de la dent i el centre de curvatura d'un parell d'engranatges que s'estan mallant. Més tard, Savary va completar encara més aquest mètode i es va convertir en l'equació EU-LET-Savary. La contribució a l'aplicació del perfil dental involuntària és ROTEFT WULLS. Va proposar que quan la distància central canvia, l'engranatge involuntària té l'avantatge de la relació de velocitat angular constant. El 1873, l'enginyer alemany HOPPE va proposar el perfil dental involuntària d'engranatges amb diferents nombres de dents quan l'angle de pressió canvia, establint així les bases per al pensament dels engranatges de canvi moderns.
A finals del segle XIX, el principi del mètode de tall d'engranatges generatius i l'aparició de màquines-eina i eines especials que utilitzaven aquest principi per tallar engranatges han fet que el processament d'engranatges sigui més complet, i el perfil dentària involuntària ha mostrat grans avantatges. Sempre que l'eina de tall d'engranatges es mogui lleugerament de la posició normal de malla durant el tall d'engranatges, es pot tallar l'engranatge desplaçat corresponent a la màquina eina amb una eina estàndard. El 1908, el MAAG suís va investigar el mètode de desplaçament i va produir la màquina de conformació d'engranatges. Més tard, el BSS britànic, l'american AGMA i el DIN alemany van proposar successivament una varietat de mètodes de càlcul per al desplaçament de l'engranatge.
Engranatge d'espina de bronze a principis de la dinastia Han
Per tal d'augmentar la vida útil de l'engranatge de transmissió d'energia i reduir la seva mida, a més de millores en materials, tractament tèrmic i estructura, s'ha desenvolupat l'engranatge de dents d'arc. El 1907, el britànic Frank Humphris va publicar per primera vegada el perfil de dent d'arc. El 1926, ERUEST WILDHABER va obtenir la patent adequada per a l'engranatge helicoïdal del perfil de la dent d'arc. El 1955, M. L. NOVIKOV de la Unió Soviètica va completar la investigació pràctica sobre engranatges dentats d'arc i va guanyar la Medalla Lenin. El 1970, l'enginyer de l'empresa ROLH-ROYCE R.M. STUDER ha obtingut una patent nord-americana per a engranatges d'arc circular doble. Aquest tipus d'engranatge ha estat prestat cada vegada més atenció per les persones, i ha jugat un paper important en la producció.
Els engranatges són peces mecàniques dentades que es poden mallar entre si. S'utilitzen àmpliament en la transmissió mecànica i en tot el camp mecànic. La tecnologia d'engranatges moderns ha arribat: mòdul d'engranatges de 0,004 a 100 mm; diàmetre de l'engranatge d'1 mm a 150 metres; la potència de transmissió pot arribar fins als 100.000 quilowatts; la velocitat de rotació pot arribar a centenars de milers de revolucions per minut; la velocitat perifèrica més alta pot arribar als 300 metres / segon.
Amb el desenvolupament de la producció, s'ha valorat la suavitat de l'operació d'engranatges. El 1674, l'astrònom danès Romer va proposar per primera vegada utilitzar un epicicloide com a corba de perfil dental per obtenir un engranatge que funcioni sense problemes.
Durant la revolució industrial del segle XVIII, la tecnologia de l'engranatge es va desenvolupar ràpidament, i la gent va dur a terme una gran quantitat d'investigacions sobre engranatges. El 1733, el matemàtic francès Kami va publicar la llei bàsica de malla de perfils dentals; El 1765, el matemàtic suís Euler va suggerir l'ús d'involuts com la corba del perfil de les dents.
Les màquines de hobbing d'engranatges i les màquines de conformació d'engranatges van aparèixer al segle XIX per resoldre el problema de la producció en massa d'engranatges d'alta precisió. El 1900, Profort va instal·lar un dispositiu diferencial per a la màquina de hobbing d'engranatges, que pot processar engranatges helicoïdals a la màquina de hobbing d'engranatges. Des de llavors, la màquina de hobbing d'engranatges s'ha popularitzat i el mètode generatiu té un avantatge aclaparador en els engranatges de processament. Els engranatges involuts s'han convertit en l'engranatge més utilitzat. .
El 1899, Rasche va implementar per primera vegada l'esquema de canvi d'engranatges. L'engranatge desplaçat no només pot evitar el tall inferior de les dents de l'engranatge, sinó que també pot coincidir amb la distància central i millorar la capacitat de càrrega de l'engranatge. El 1923, l'american Wild Haber va proposar per primera vegada un engranatge amb un perfil de dent d'arc circular. El 1955, Sunovykov va dur a terme un estudi en profunditat sobre l'engranatge d'arc circular, i l'engranatge d'arc circular es va utilitzar en la producció. Aquest tipus d'engranatge té una alta capacitat i eficiència de càrrega, però no és tan fàcil de fabricar com els engranatges involuts i necessita una millora addicional.
