történelem
Előkerült ókori görög fogaskerék-eszköz
Nyugaton, Kr. e. 300-ban az ókori görög filozófus, Arisztotelész leírta azt a problémát, hogy bronz vagy öntöttvas fogaskerekeket használnak a forgási mozgás továbbítására a "mechanikai problémákban". A híres görög tudósok Arisztotelész és Arkhimédész tanulmányoztak fogaskerekeket. A híres görög feltaláló, Gutisibios egyenletesen helyezett el csapokat a kör alakú asztal szélére, hogy illeszkedjen a csapkerékhez. Ezt a mechanizmust alkalmazta a gravírozásra. Ez kr. e. 150 körül van. Kr. e. 100-ban Herron, az alexandriai feltaláló feltalálta a kilométer-számlálót, és fogaskerekeket használt a kilométer-számlálóban. Az 1. században a római építész, Pidobis által készített vízikerék-malomban is használtak sebességváltót. A 14. századra a fogaskerekeket órákban kezdték használni.
Vas bronz fogaskerekek a háborúzó államok időszakának végén
A Keleti Han-dinasztia (1. század) korai éveiben halszálkás fogaskerekek voltak. A vezetőautó és a Jili dobkocsi, amely a Három Királyság korszakában jelent meg, sebességváltó rendszert fogadott el. A Jin-dinasztiában Du Yu által feltalált vízforgató folyamatos malom fogaskerekeken keresztül továbbítja a vízkerék erejét a kőgyárba. A legkorábbi feljegyzés a fogaskerék-átviteli rendszerről a történelemkönyvekben a Xing Yi és Liang Lingzhan által a Tang-dinasztiában 725-ben készített karilláris gömb leírása. Az Északi Dal-dinasztiában készült vízszállító műszeres elefántasztal (lásd az ősi kínai órákat) bonyolult fogaskerék-rendszert használt. A Ming-dinasztiában Mao Yuanyi "Wu Bei Zhi" (1621-ben írva) rögzített egy állványt és fogaskerék átvitelt. Egy vas racsnis felszerelést fedeztek fel Anwuji ősi városának, Hebei-nek a romjaiban, amelyet 1956-ban tártak fel. A kerék átmérője körülbelül 80 mm. Bár nem teljes, a vasminőség jobb. A kutatás után megerősítést nyert, hogy ez a háborúzó államok időszakának vége (Kr. E. 3. század). Termékek a Nyugati Han-dinasztiából (Kr. e. 206-tól 24-ig). Bronz gerinc fogaskerekeket találtak Changjiaya-ban, Yongji megyében, Shanxi tartományban 1954-ben. A Tongkengben feltárt leletek alapján megállapítható, hogy ezek a Qin-dinasztia (Kr. e. 221-206) vagy a korai nyugati Han-dinasztia emlékei. A keréknek 40 foga van, átmérője körülbelül 25 mm. Ami a racsnis fogaskerék célját illeti, eddig nem találtak írásos feljegyzéseket, és úgy gondolják, hogy fékezésre is használható, hogy megakadályozza a tengely hátrafordulását. Egy pár bronz halszálkás fogaskereket találtak Hongqing Village-ben, Chang'an megyében, Shaanxi tartományban 1953-ban. A sírszerkezet és a sírtárgyak elemzése alapján megállapítható, hogy a fogaskerekek a korai keleti Han-dinasztiából származnak. Mindkét keréknek 24 foga van, átmérője körülbelül 15 mm. Ugyanezt a halszálkás felszerelést hengyangban és más helyeken is megtalálták. [1]
Fogaskerék sebességváltó szerkezet diagram a "Wu Bei Zhi"
Philippe de LA HIRE francia tudós már 1694-ben felvetette, hogy az involute fogprofil-görbeként használható. 1733-ban a francia M.CAMUS azt javasolta, hogy a fogaskerék fog érintkezési pontjának közös normálisa áthaladjon a központi vonal csomópontján. Amikor egy kiegészítő azonnali középvonal tisztán gördül a nagy kerék és a kis kerék azonnali középvonala (szurokkör) mentén, a kiegészítő azonnali középvonalhoz rögzített kiegészítő fogprofil két fogprofilt képez a nagy keréken és a kis keréken. A görbék egymáshoz konjugálódnak, ami a CAMUS-tétel. Figyelembe veszi a két fogfelület hálós állapotát; világosan meghatározza a kapcsolattartó pont pályájának modern fogalmát. 1765-ben a svájci L. EULER matematikai alapot nyújt be az involúciós fogprofil analitikus tanulmányozásához, és tisztázza a kapcsolatot a fogprofil görbéjének görbületi sugara és a hálós fogaskerekek görbületi középpontja között. Később a SAVARY tovább fejezte ezt a módszert, és az EU-LET-SAVARY egyenlet lett. Az involute fogprofil alkalmazásához való hozzájárulás a ROTEFT WULLS. Azt javasolta, hogy amikor a középtávolság megváltozik, az involute fogaskerék előnye az állandó szögsebesség arány. 1873-ban HOPPE német mérnök javasolta a különböző számú fogaskerekek akaratlan fogprofilját, amikor a nyomásszög megváltozik, így megalapozva a modern váltóka gondolkodását.
A 19. század végén a generatív fogaskerék-vágási módszer elve és a speciális szerszámgépek és szerszámok megjelenése, amelyek ezt az elvet használták a fogaskerekek vágására, teljesebbé tették a fogaskerék-feldolgozást, és az involute fogprofil nagy előnyökkel járt. Mindaddig, amíg a fogaskerék-vágószerszám a fogaskerék-vágás során kissé elmozdul a normál hálós helyzetből, a megfelelő eltolt fogaskerék szabványos szerszámmal kivágható a szerszámgépen. 1908-ban a svájci MAAG kutatta az elmozdulási módszert, és elkészítette a sebességváltó gépet. Később a brit BSS, az amerikai AGMA és a német DIN egymás után különböző számítási módszereket javasolt a sebességkiszorításhoz.
Bronz halszálkás felszerelés a korai Han-dinasztiában
A sebességváltó élettartamának növelése és méretének csökkentése érdekében az anyagok, a hőkezelés és a szerkezet javítása mellett kifejlesztették az ívfogú fogas felszerelést. 1907-ben a brit FRANK HUMPHRIS először közzétette az ívfogprofilt. 1926-ban az ERUEST WILDHABER szabadalmaztatta az ívfogprofil spirális fogaskereket. 1955-ben a Szovjetunió M. L. NOVIKOV befejezte az ívfogú fogaskerekek gyakorlati kutatását, és elnyerte a Lenin-érmet. 1970-ben a ROLH-ROYCE R.M. STUDER cég mérnöke amerikai szabadalmat kapott a kettős kör alakú íves fogaskerekekre. Ezt a fajta felszerelést az emberek egyre nagyobb figyelmet fordítottak, és jelentős szerepet játszott a termelésben.
A fogaskerekek fogazott mechanikai alkatrészek, amelyek egymással hálózhatnak. Széles körben használják a mechanikus átvitelben és a teljes mechanikai területen. A modern fogaskerék-technológia elérte: 0,004-100 mm-es sebességfokozat-modulus; sebességfokozat átmérője 1 mm-től 150 méterig; átviteli teljesítmény elérheti a 100 000 kilowattot; a forgási sebesség percenként több százezer fordulatot érhet el; a legnagyobb periférikus sebesség elérheti a 300 métert/ másodpercet.
A gyártás fejlődésével értékelték a fogaskerék-működés zökkenőmentességét. 1674-ben a dán csillagász, Romer először azt javasolta, hogy egy epicikloidot használjanak fogprofil-görbeként, hogy zökkenőmentesen működő fogaskereket kapjanak.
A 18. századi ipari forradalom során a fogaskerék-technológia gyorsan fejlődött, és az emberek sok kutatást végeztek a fogaskerekekről. 1733-ban Kami francia matematikus közzétette a fogprofil-hálózás alaptörvényét; 1765-ben a svájci matematikus Euler javasolta az involute használatát fogprofil görbeként.
A 19. században megjelent fogaskerék-készítő gépek és fogaskerekek, hogy megoldják a nagy pontosságú fogaskerekek tömeggyártásának problémáját. 1900-ban Profort egy differenciálművet telepített a fogaskerék hobbing géphez, amely képes feldolgozni a spirális fogaskerekeket a fogaskerék hobbing gépén. Azóta a fogaskerék hobbing gép népszerűvé vált, és a generatív módszernek elsöprő előnye van a fogaskerekek feldolgozásában. Az involute fogaskerekek váltak a legszélesebb körben használt felszereléssé. .
1899-ben Rasche először vezette be a sebességváltó rendszerét. A tolódott sebességfokozat nemcsak elkerülheti a fogaskerék fogainak alákínálását, hanem a középső távolságnak is megfelelhet, és javíthatja a fogaskerék teherbírását. 1923-ban az amerikai Wild Haber először javasolt egy kör alakú ívfogprofilú fogaskereket. 1955-ben Sunovykov mélyreható tanulmányt végzett a kör alakú íves fogaskerékről, és a kör alakú íves fogaskereket ezután a gyártás során használták. Ez a fajta fogaskerék nagy teherbírással és hatékonysággal rendelkezik, de nem olyan könnyű gyártani, mint az involute fogaskerekeket, és további fejlesztésre van szükség.
