Kugghjul är kuggade mekaniska komponenter som kan gripa in i varandra, och deras tillämpning inom mekanisk transmission och hela maskinområdet är extremt utbredd. Efter att ha läst dagens artikel kommer du att ha ett grepp om det förflutna och nuet av växlar.
Redan 350 f.Kr. registrerade den berömde antika grekiske filosofen Aristoteles kugghjul i sina dokument. Omkring 250 f.Kr. beskrev matematikern Arkimedes också användningen av en lyftmaskin med en turbanmask i sin litteratur. Kugghjul från före den vanliga tiden finns fortfarande bevarade i ruinerna av Hatra i dagens Irak.
Kugghjulens historia i Kina är också långvarig. Enligt historiska uppteckningar användes redskap redan i det antika Kina mellan 400 och 200 f.Kr. Bronsväxlarna som grävdes fram i Shanxi, Kina, är de äldsta kugghjulen som hittills upptäckts. ,som återspeglar forntida tiders vetenskapliga och tekniska landvinningar och är centrerad kring en växelmekanism, är ett utmärkt exempel. Under andra hälften av 1400-talet, under den italienska renässansen, lämnade den berömda polymaten Leonardo da Vinci ett outplånligt spår i växelteknologins historia, såväl som inom kultur och konst. Efter mer än 500 år har dagens redskap fortfarande kvar prototypen av hans skisser.
Det var inte förrän i slutet av 1600-talet som man började studera formerna på kugghjul som korrekt kunde överföra rörelse. På 1700-talet, efter den europeiska industriella revolutionen, blev tillämpningen av växeltransmission allt mer utbredd; först med cykloida växlar, sedan med evolventa växlar, fram till början av 1900-talet då evolventa växlar hade fått en dominerande ställning i applikationer. Därefter utvecklades olika andra typer av växlar, såsom växlade växlar, cirkelbågsväxlar, koniska växlar och spiralväxlar.
Modern växelteknik har nått följande milstolpar: växelmodul från 0.004 till 100 millimeter; kugghjulsdiameter från 1 millimeter till 150 meter; kraftöverföringskapacitet upp till 100,000 kilowatt; rotationshastigheter upp till 100,000 varv per minut; och den högsta perifera hastigheten når 300 meter per sekund.
Internationellt utvecklas kraftöverföringsredskap mot miniatyrisering, hög hastighet och standardisering. Tillämpningen av specialväxlar, utvecklingen av planetväxelanordningar och forskning och utveckling av lågvibrerande växelanordningar med låg ljudnivå är några av egenskaperna i växeldesign.
Det finns många typer av växlar, och den vanligaste klassificeringsmetoden är baserad på växlarnas axel. De är generellt indelade i tre typer: parallellaxel, skärande axel och 交错轴.
Kugghjul med parallella axlar: Inklusive cylindriska kugghjul, spiralformade kugghjul, inre kugghjul, kuggstång och spiralformade kugghjul etc.
Kugghjul med skärande axel: Inklusive raka koniska växlar, koniska spiralväxlar och vinkelväxlar med nollgrader, etc.
Kugghjul med skärande axel: Inklusive hypoidväxlar, snäckväxlar och koniska spiralväxlar, etc.
Ingreppet mellan parallella och korsande axelkugghjulspar är i huvudsak rullande, med mycket liten relativ glidning, så effektiviteten är hög. Kugghjul med skärande axel och snäckväxlar, som producerar rotation genom relativ glidning för att uppnå kraftöverföring, påverkas kraftigt av friktion och deras transmissionseffektivitet är lägre jämfört med andra växlar. Kugghjulsverkningsgraden avser transmissionseffektiviteten under normala monteringsförhållanden. Om installationen är felaktig, särskilt om monteringsavståndet för de koniska växlarna är felaktigt, vilket leder till fel vid konens skärningspunkt, kommer deras effektivitet att minska avsevärt.
01 Parallella axelväxlar
Spur Gears
Cylindriska kugghjul med tänder parallella med axeln. Eftersom de är lätta att tillverka är de de mest använda inom kraftöverföring.
Rack
Linjära kugghjul som griper in i cylindriska kugghjul. Kan betraktas som ett specialfall där stigningscirkeldiametern på det cylindriska kugghjulet blir oändligt stor.
Interna växlar
Kugghjul med tänder bearbetade på insidan av en ring, i ingrepp med cylindriska kugghjul. Används huvudsakligen i planetväxeltransmissionsmekanismer och växelkopplingar.
Helical Gears
Cylindriska kugghjul med tänder i form av en spiral. Eftersom de har högre styrka och smidigare drift än cylindriska kugghjul, används de ofta. Axial dragkraft genereras under transmissionen.
Spiralformade kugghjul Remsformade kugghjul som passar ihop med spiralformade kugghjul. spiralformade kugghjul med en oändligt stor stigningsdiameter.
Herringbone Gears Gears består av två spiralformade växlar med vänster- och högergänga kombinerade. De har fördelen av att inte producera dragkraft i axiell riktning.
Raka fasade kugghjul Fasade kugghjul med tänder parallella med stigningskonens genereringslinje. Bland koniska växlar är de relativt lätta att tillverka och har därmed ett brett användningsområde inom transmission.
Spiralfasade kugghjul Fasade kugghjul med böjda tänder och en spiralvinkel. Även om de är svårare att tillverka än raka vinkelväxlar, används de också i stor utsträckning som höghållfasta växlar med låg ljudnivå.
Zerol koniska växlar
Böjda koniska kugghjul med en spiralvinkel på noll grader. Eftersom de har egenskaper hos både raka och krökta koniska kugghjul, är kraften på kuggytan densamma som för raka koniska kugghjul.
Cylindriska snäckväxlar Cylindriska snäckväxlar hänvisar till kombinationen av en cylindrisk snäcka och snäckväxeln som griper in i den. Deras huvudegenskaper är smidig drift och förmågan att uppnå ett stort utväxlingsförhållande med ett enda par, men de har nackdelen med låg effektivitet.
Snörande axelkugghjul Namnet på cylindriska snäckväxlar vid överföring mellan korsande axlar. De kan användas i situationer med spiralformade kugghjulspar eller spiralformade kugghjul med cylindriska kugghjul. Driften är smidig, men de är endast lämpliga för lätta belastningar.
Face Gears Skivformade kugghjul som kan gripa in i cylindriska eller spiralformade kugghjul. Används för överföring mellan vinkelräta och korsande axlar.
Drum Worm Gears Kombinationen av en trumformad mask och snäckväxeln som griper in i den. Även om tillverkningen är svårare kan de överföra tunga belastningar jämfört med cylindriska snäckväxlar.
Hypoidväxlar Koniska växlar för överföring mellan korsande axlar. Både de stora och små växlarna bearbetas excentriskt, liknande spiralformade växlar, och principen för ingrepp är mycket komplex.
