为什么齿轮的齿数不能少于17个?少于17个,齿轮的转动会怎样?

静枫聊家居生活 2024-10-04 16:42:33
导语

“齿轮的齿数不能少于17个”这句话也是广为流传的一句俗语。

有人说这句话不过是对齿厂家的一种迷信,但实际上这句话倒也并非多此一言,那么齿数少于17的齿轮转动上确实有什么不便?

同样有着齿数少于17的齿轮,为什么少于17之后就会不便?

其实这个原因并不在于齿轮的转动,而是在于齿轮的加工。

那是什么样的加工过程会导致齿数小于17之后齿轮出现问题呢?

齿轮加工。

齿轮的加工方式主要有两大一类型,即仿形法和范成法。

而如今大多数的精密齿轮都是采用范成法进行加工。

因其具有高效、高精度且高稳定性的特点,范成法往往能够更好的满足现代化生产要求。

然而当机械在啮合时,出现干涉的现象,就会出现根切。

这又是怎么回事呢?

我们要了解根切,首先要了解渐开线。

渐开线是一条曲线,如果我们想要将一根线绕着一个圆柱体缠绕一圈,那么这根线的长度就相当于这个圆柱体的周长。

但我们发现如果我们将这根线与圆柱体的接触面拉离,也就是说将接触点拉至一个点,并保持固定,此时直线与圆柱体的交接处形成的角范围则为这根线缠绕一圈所占的角度。

从而渐开线能够应用到众多领域,如机械,建筑等方面,加工过程中只有接触点在渐开线上才是精确啮合,所以渐开线又被称为“完美曲线”。

渐开线具有如下特性,首先点与点之间的垂直距离是曲线长度的一部分;其次,除中心点以外,任意两条渐开线之间的切点组成一条直线,该直线与沿着渐开线切点延长方向均成直角;

最后,渐开线可带状延伸并不受位置限制,其厚度是相同的。

正是由于渐开线具有这些特性,因此它可以在机构方面得到广泛应用。

根切是什么?

当模数和压力角相同或者相近的时候,齿轮之间不会出现干涉,但如果差别较大时,就会出现强度降低等一些问题。

模数是指齿轮之间工作情况的标准化标志,它主要用于制定正式文件和图纸,在一些情况下需要根据产品的复杂程度做一些进一步的规定,这样更加符合生产需求。

而压力角则是漩涡与法线之间夹角的大小,一般为20°。若角度过小,则可能导致中心距过小,从而影响齿轮的使用性能。

好比我们人类吃东西,而人的嘴就是为了吃东西更加方便设计出来的一样道理,一方面要保证物体有足够的空间进入嘴巴,同时也要保证吞咽过程顺利。

当机械在啮合时,如果模数和压力角有较大的差别,还可能导致根切现象发生。

所谓根切,就是由于模数和压力角之间存在很大的差别,从而在耦合摩擦中,导致在中心距附近出现碰撞干扰,或是由于模数太大,导致啮合位置一窝蜂式的进行碰撞干扰。

这种现象不仅影响了传动平稳性,还损害了机械自身的强度,产生大量热量,甚至还可能导致其他设备无法正常运转,以及出现明显磨损、磨损过快等异常情况。

在我国国家标准中,有一组能够减少根切现象发生的数据,根据这些数据,当齿顶高系数为1,夹角为20°,需要齿数大于17,这样可以减少根切现象发生。

如果采用变位齿轮,这种方式就能够很好的解决这一现象。

变位齿轮通过改变中心距,即使在模数太大或者太小等情况下,也能保证良好的啮合。

除此之外,我们还可以使用斜齿轮的方法,这是通过将渐开角放置成 20°~30°旋转角度,同时扩大模数和减小齿宽,这样就能减少根切现象。

少于17齿数的问题。

那么少于17齿数的问题到底是什么?

其实是由于加工过程中可能会出现根切现象。

如前文所说,在我国国家标准中,当齿顶高度系数为1,压力角为20°,其中齿数不得低于17,这是避免根切造成的不利影响。

因此将其带入公式中计算得出,当 z ≤ 16 时,不论如何选择,都无法避免根切现象,因此在当今先进技术下,我们必须作为优先选择进行处理。

但在现实生活中,既然我国已经有了相关标准,而行业中也遵循这条标准进行着生产,那么少于17的齿轮自然很有可能被吏用到。

如风机等小型电机上,我们经常会看到模数在1.5~2之间,相应对应的都有19、20、21等作为其配置项提供给消费者选择。

虽然它们可能会因为模数等出现了根切现象,但它们仍然能够正常转动、正常完成本职工作。

所以关于这16以下的各种说法都是非真实的,其实他们所说的是明白了造成根切现象的原因,而非一定会造成它。

结语

关于怎么解决根切现象的问题,其实还有很多很多,比如我们可以使用变位齿轮等方法,还有斜齿轮的方法,还有许许多多的新材料,在使用新的材料制作时可减少根切。

还有一些我们无法预估的问题,这些未知的问题往往需要我们借助新材料、新工艺来解决,所以设计出更具优势的方法,是我们不可忽视的问题。

1 阅读:146
评论列表
  • 2024-10-05 16:32

    采用变位齿轮就可以小于17齿,归根结底就是要避免根切

  • 2024-10-05 06:23

    启动马达都没达到17

静枫聊家居生活

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