historia
Engranajes griegos antiguos descubiertos
En Occidente, en el año 300 aC, el antiguo filósofo griego Aristóteles expuso el problema de la transmisión del movimiento de rotación con engranajes de bronce o hierro fundido en "Problemas mecánicos". Los famosos eruditos griegos Aristóteles y Arquímedes han estudiado los engranajes. El famoso inventor griego Gutisibios insertó uniformemente alfileres en el borde del banco de trabajo de la placa circular para que engranara con la rueda de alfileres. Aplicó este mecanismo al grabado. Esto es alrededor del año 150 a. En el año 100 a. C., el inventor alejandrino Herron inventó el odómetro, en el que se usaban engranajes. En el siglo I d. C., también se utilizó una transmisión de engranajes en la fresadora de rueda hidráulica fabricada por el arquitecto romano Pidobis. En el siglo XIV, los engranajes comenzaron a usarse en los relojes.
El engranaje de bronce de hierro del período de los Reinos Combatientes tardíos
En los primeros años de la dinastía Han del Este (siglo I d. C.), ya había engranajes en espiga. El coche de brújula y el coche tambor Jili que aparecieron en el período de los Tres Reinos han adoptado sistemas de transmisión por engranajes. La molienda continua rotatoria por agua inventada por Du Yu en la dinastía Jin transmite el poder de la rueda hidráulica al molino de piedra a través de engranajes. El registro más antiguo del sistema de transmisión de engranajes en los libros de historia es la descripción de la esfera armilar transportada por agua realizada en 725 por un grupo de la dinastía Tang y Liang Lingzan. El instrumento de transporte de agua y Xiangtai (ver relojes chinos antiguos) fabricados en la dinastía Song del Norte usaban un complejo sistema de engranajes. En la dinastía Ming, "Wu Bei Zhi" de Mao Yuanyi (escrito en 1621) registró una transmisión de piñón y cremallera. En las ruinas de la antigua ciudad de Anwuji en la provincia de Hebei excavadas en 1956, se encontró un engranaje de trinquete de hierro. El diámetro de la rueda es de unos 80 mm. Aunque está dañado, la calidad del hierro es buena. Después de la investigación, se confirmó que fue desde el final del Período de los Reinos Combatientes (siglo III a. C.) hasta Productos durante la dinastía Han Occidental (206 a. C. a 24 d. C.). En 1954, se desenterró un trinquete de bronce en Tiejiaya, condado de Yongji, provincia de Shanxi. Con referencia a los artefactos desenterrados en el mismo pozo, se puede concluir que son reliquias de la dinastía Qin (221 a. C.-206 a. C.) o de la dinastía Han occidental temprana. La rueda tiene 40 dientes y un diámetro de unos 25 mm. En cuanto al uso del mecanismo de trinquete, hasta el momento no se han encontrado registros escritos, y se especula que puede ser utilizado para frenar para evitar que el eje se invierta. En 1953, se desenterraron un par de engranajes de espiga de bronce en la aldea de Hongqing, condado de Chang'an, provincia de Shaanxi. De acuerdo con el análisis de la estructura de la tumba y los objetos de la tumba, se puede determinar que el par de engranajes se originó a principios de la dinastía Han del Este. Ambas ruedas tienen 24 dientes y unos 15 mm de diámetro. Hengyang y otros lugares también han encontrado el mismo equipo en espiga.
Diagrama de estructura de la transmisión de engranajes en "Wu Bei Zhi"
Ya en 1694, el erudito francés PHILIPPE DE LA HIRE propuso por primera vez que la involuta se puede usar como una curva de diente. En 1733, el francés M. CAMUS propuso que la normal común del punto de contacto de los dientes del engranaje pasara por el nudo de la conexión central. Cuando una línea central instantánea auxiliar está rodando puramente a lo largo de la línea central instantánea (círculo de paso) de la rueda grande y la rueda pequeña, los dos perfiles de diente formados por la forma del diente auxiliar conectados de forma fija con la línea central instantánea auxiliar en la rueda grande y Las curvas de la rueda pequeña son conjugadas entre sí, este es el teorema de CAMUS. Tiene en cuenta el estado de engrane de las dos superficies dentales; establece explícitamente el concepto moderno de trayectorias de puntos de contacto. En 1765, el suizo L. EULER propone la base matemática para el estudio analítico del perfil del diente involuto y aclara la relación entre el radio de curvatura de la curva del perfil del diente y la posición del centro de curvatura de un par de engranajes engranados. Más tarde, SAVARY completó aún más este método y se convirtió en la ecuación EU-LET-SAVARY. ROTEFT WULLS, quien ha contribuido a la aplicación del perfil de diente involuntario, propuso que el engranaje involuntario tiene la ventaja de una relación de velocidad angular constante cuando cambia la distancia entre centros. En 1873, el ingeniero alemán HOPPE propuso el perfil de dientes involuntarios de engranajes con diferentes números de dientes cuando cambiaba el ángulo de presión, sentando así la base ideológica de los engranajes variables modernos.
A finales del siglo XIX, aparecieron uno tras otro el principio del método de corte de engranajes generadores y las máquinas herramienta y herramientas especiales que usaban este principio para cortar dientes. Al cortar los dientes, siempre que la herramienta de corte se mueva ligeramente de la posición de engrane normal, el engranaje de desplazamiento correspondiente se puede cortar en la máquina herramienta con una herramienta estándar. En 1908, MAAG de Suiza estudió el método de desplazamiento y fabricó un moldeador de engranajes para dar forma a los engranajes. Posteriormente, la BSS británica, la AGMA estadounidense y la DIN alemana propusieron sucesivamente varios métodos de cálculo para el desplazamiento de engranajes.
Engranaje de espiga de bronce Han temprano
Con el fin de mejorar la vida útil de los engranajes de transmisión de potencia y reducir su tamaño, además de las mejoras en materiales, tratamiento térmico y estructura, se han desarrollado engranajes con dientes de arco circular. En 1907, el británico FRANK HUMPHRIS publicó por primera vez la forma del diente de arco. En 1926, el suizo ERUEST WILDHABER obtuvo el derecho de patente del engranaje helicoidal con perfil de diente de arco circular. En 1955, ML NOVIKOV de la Unión Soviética completó la investigación práctica sobre engranajes de dientes de arco circular y recibió la Orden de Lenin. En 1970, el ingeniero de la empresa británica ROLH-ROYCE, RM STUDER, obtuvo una patente estadounidense para engranajes de doble arco. La gente ha prestado cada vez más atención a este tipo de equipo y ha desempeñado un papel importante en la producción.
Los engranajes son piezas mecánicas dentadas que pueden engranar entre sí. Son ampliamente utilizados en la transmisión mecánica y en todo el campo mecánico. La tecnología de engranajes moderna ha alcanzado: el módulo de engranajes es 0.004 a 100 mm; el diámetro del engranaje es de 1 mm a 150 metros; la potencia de transmisión puede alcanzar los 100,000 kilovatios; la velocidad puede alcanzar cientos de miles de revoluciones por minuto; segundo.
Con el desarrollo de la producción, se ha prestado atención a la estabilidad del funcionamiento de los engranajes. En 1674, el astrónomo danés Romer propuso por primera vez utilizar la epicicloide como curva de perfil del diente para obtener un mecanismo de marcha suave.
Durante la revolución industrial en el siglo XVIII, la tecnología de engranajes se desarrolló rápidamente y se llevó a cabo una gran cantidad de investigación sobre engranajes. En 1733, el matemático francés Cammy publicó la ley básica del engrane del perfil de los dientes; en 1765, el matemático suizo Euler sugirió el uso de involutas como curvas de perfil dental.
Las máquinas talladoras y conformadoras que aparecieron en el siglo XIX resolvieron el problema de la producción en masa de engranajes de alta precisión. En 1900, Profort instaló un dispositivo diferencial para la talladora, que podía procesar engranajes helicoidales en la talladora. Desde entonces, el engranaje de tallado de la talladora se ha vuelto popular. .
En 1899, Lasher implementó por primera vez el esquema de cambio de marchas. El engranaje de desplazamiento no solo puede evitar la socavación de los dientes del engranaje, sino que también puede igualar la distancia central y mejorar la capacidad de carga del engranaje. En 1923, Wilder Haber de los Estados Unidos propuso por primera vez engranajes con perfiles de dientes en arco. En 1955, Sunovykov llevó a cabo una investigación en profundidad sobre los engranajes de arco, y luego se utilizaron engranajes de arco en la producción. Este engranaje tiene una alta capacidad de carga y eficiencia, pero no es tan fácil de fabricar como los engranajes helicoidales y necesita mejoras adicionales.
