Hammaspyörät ovat hammastettuja mekaanisia komponentteja, jotka voivat koskettaa toisiinsa ja niiden käyttö mekaanisessa voimansiirrossa ja koko koneistoalalla on erittäin laajalle levinnyt. Kun olet lukenut tämän päivän artikkelin, saat käsityksen vaihteiden menneisyydestä ja nykyisyydestä.
Jo vuonna 350 eKr. kuuluisa antiikin kreikkalainen filosofi Aristoteles kirjasi vaihteet asiakirjoihin. Noin 250 eKr. matemaatikko Archimedes kuvaili kirjallisuudessaan myös turbaanimadolla varustetun nostokoneen käyttöä. Hatran raunioissa nykyisessä Irakissa on edelleen säilynyt yleistä aikakautta edeltäneet vaihteet.
Vaihteiden historia Kiinassa on myös pitkäaikainen. Historiallisten tietojen mukaan hammaspyöriä käytettiin jo muinaisessa Kiinassa 400-200 eKr. Kiinan Shanxista löydetyt pronssipyörät ovat vanhimpia tähän mennessä löydettyjä vaihteita. , joka heijastaa muinaisten aikojen tieteellisiä ja teknisiä saavutuksia ja keskittyy vaihdemekanismiin, on erinomainen esimerkki. 1400-luvun jälkipuoliskolla, Italian renessanssin aikana, tunnettu polymaatti Leonardo da Vinci jätti lähtemättömän jäljen varustetekniikan historiaan sekä kulttuuriin ja taiteeseen. Yli 500 vuoden jälkeen nykyiset vaihteet säilyttävät edelleen hänen luonnosten prototyypin.
Vasta 1600-luvun lopulla ihmiset alkoivat tutkia hammaspyörän hampaiden muotoja, jotka pystyivät välittämään liikettä oikein. 1700-luvulla, Euroopan teollisen vallankumouksen jälkeen, vaihteiston käyttö yleistyi; ensin sykloidisilla hammaspyörillä, sitten kierteillä 1900-luvun alkuun saakka, jolloin kierteiset hammaspyörät olivat saavuttaneet hallitsevan aseman sovelluksissa. Myöhemmin kehitettiin erilaisia muun tyyppisiä vaihteita, kuten vaihdevaihteet, ympyräkaarivaihteet, kartiohammaspyörät ja kierrevaihteet.
Nykyaikainen vaihdeteknologia on saavuttanut seuraavat virstanpylväät: vaihteistomoduuli 0,004 - 100 millimetriä; vaihteen halkaisija 1 millimetristä 150 metriin; tehonsiirtokapasiteetti jopa 100,000 kilowattia; pyörimisnopeudet jopa 100,000 kierrosta minuutissa; ja suurin reunanopeus saavuttaa 300 metriä sekunnissa.
Kansainvälisesti voimansiirtovaihteistot ovat kehittymässä kohti pienentämistä, suurta nopeutta ja standardointia. Erikoisvaihteiden käyttö, planeettavaihteistolaitteiden kehittäminen sekä vähäväristen ja hiljaisten vaihteistolaitteiden tutkimus ja kehittäminen ovat eräitä vaihteistosuunnittelun piirteitä.
Vaihteita on monenlaisia, ja yleisin luokitusmenetelmä perustuu hammaspyörien akseliin. Ne jaetaan yleensä kolmeen tyyppiin: yhdensuuntainen akseli, leikkaava akseli ja 交错轴.
Rinnakkaisakselin hammaspyörät: Mukaan lukien hammaspyörät, kierrehammaspyörät, sisäiset hammaspyörät, telineet ja kierukkahammaspyörät jne.
Leikkaavat akselipyörät: Mukaan lukien suorat kartiohammaspyörät, kierre kartiohammaspyörät ja nollaasteen kartiohammaspyörät jne.
Leikkaavat akselivaihteet: Mukaan lukien hypoidivaihteet, kierukkavaihteet ja kartiohammaspyörät jne.
Yhdensuuntaisten ja risteävien akselipyörien yhdistäminen on olennaisesti rullaavaa, suhteellisen vähän liukumista, joten hyötysuhde on korkea. Kitka vaikuttaa suuresti risteävien akselien kierukka- ja kierukkavaihteisiin, jotka tuottavat kiertoa suhteellisella liukumalla saavuttaakseen voimansiirron, ja niiden voimansiirtotehokkuus on muita vaihteita alhaisempi. Vaihteiden hyötysuhde viittaa voimansiirron tehokkuuteen normaaleissa kokoonpanoolosuhteissa. Jos asennus on virheellinen, varsinkin jos kartiohammaspyörien asennusetäisyys on väärä, mikä johtaa virheisiin kartion leikkauspisteessä, niiden tehokkuus laskee merkittävästi.
01 Parallel Axis Gears
Spur Gears
Sylinterimäiset hammaspyörät, joiden hampaat ovat yhdensuuntaiset akselin kanssa. Koska niitä on helppo valmistaa, niitä käytetään laajimmin voimansiirrossa.
Telineet
Lineaariset hammaspyörän hampaat, jotka yhtyvät hammaspyörien kanssa. Voidaan pitää erikoistapauksena, jossa hammaspyörän nousuympyrän halkaisija kasvaa äärettömän suureksi.
Sisäiset vaihteet
Hammaspyörät, joissa hampaat on koneistettu renkaan sisäpuolelle, hammastus hammaspyörillä. Käytetään pääasiassa planeettavaihteiston voimansiirtomekanismeissa ja hammaspyörien kytkimissä.
Helical Gears
Sylinterimäiset hammaspyörät, joissa hampaat kierteen muodossa. Koska niillä on suurempi lujuus ja pehmeämpi toiminta kuin hammaspyörillä, niitä käytetään laajalti. Aksiaalinen työntövoima syntyy lähetyksen aikana.
Kierukkatelineet Liuskan muotoiset hammaspyörät, jotka yhdistyvät kierrehammaspyörien kanssa. kierrehammaspyörät, joiden nousuhalkaisija on äärettömän suuri.
Herringbone Gears Hammaspyörät, jotka koostuvat kahdesta kierrehammaspyörästä, joissa on yhdistetty vasen- ja oikeakätiset kierteet. Niiden etuna on, että ne eivät tuota työntövoimaa aksiaalisuunnassa.
Suorat kartiohammaspyörät Kartiohammaspyörät, joiden hampaat ovat yhdensuuntaiset jakokartion generoivan linjan kanssa. Kartiovaihteista ne ovat suhteellisen helppoja valmistaa ja siten niillä on laaja valikoima sovelluksia voimansiirrossa.
Spiraalikartiohammaspyörät Kartiohammaspyörät kaarevilla hampailla ja kierrekulmalla. Vaikka ne ovatkin vaikeampia valmistaa kuin suorat kartiohammaspyörät, niitä käytetään laajalti myös erittäin lujina ja hiljaisina hammaspyörinä.
Zerol kartiohammaspyörät
Kaarevat kartiohammaspyörät, joiden kierrekulma on nolla astetta. Koska niillä on sekä suorien että kaarevien kartiohammaspyörien ominaisuuksia, hampaan pintaan kohdistuva voima on sama kuin suorilla kartiohammaspyörillä.
Lieriömäiset kierukkapyörät Lieriömäiset kierukkapyörät viittaavat lieriömäisen kierukkapyörän ja siihen osuvan kierukkapyörän yhdistelmään. Niiden pääominaisuudet ovat sujuva toiminta ja kyky saavuttaa suuri siirtosuhde yhdellä parilla, mutta niiden haittana on alhainen hyötysuhde.
Leikkaavien akselien kierrevaihteet Nimitys lieriömäisille kierukkavaihteille siirrettäessä risteävien akselien välillä. Niitä voidaan käyttää tilanteissa, joissa on kierrehammaspyöräparit tai hammaspyörävaihteet, joissa on hammaspyöristys. Toiminta on sujuvaa, mutta ne sopivat vain kevyille kuormille.
Face Gears Levyn muotoiset hammaspyörät, jotka voivat olla yhteydessä hammaspyöriin tai kierrehammaspyöriin. Käytetään siirtoon kohtisuoran ja leikkaavan akselin välillä.
Drum Worm Gears Yhdistelmä rummun muotoisesta matosta ja siihen osuvasta matopyörästä. Vaikka valmistus on vaikeampaa, ne voivat siirtää raskaita kuormia verrattuna lieriömäisiin kierukkavaihteisiin.
Hypoid Gears Kartiohammaspyörät risteävien akselien väliseen siirtoon. Sekä suuret että pienet hammaspyörät on käsitelty epäkeskisesti, kuten kierrekartiohammaspyörät, ja yhdistämisperiaate on hyvin monimutkainen.
