lịch sử
Thiết bị bánh răng Hy Lạp cổ đại được khai quật
Ở phương Tây, vào năm 300 TCN, triết gia Hy Lạp cổ đại Aristotle đã mô tả vấn đề sử dụng bánh răng bằng đồng hoặc gang để truyền chuyển động quay trong "Các vấn đề cơ học". Các học giả Hy Lạp nổi tiếng Aristotle và Archimedes đã nghiên cứu bánh răng. Nhà phát minh nổi tiếng người Hy Lạp Gutisibios chèn đều các chân trên mép bàn tròn để làm cho nó lưới với bánh xe pin. Ông đã áp dụng cơ chế này để khắc. Đây là khoảng năm 150 TCN. Năm 100 TCN, Herron, nhà phát minh alexandrian, đã phát minh ra đồng hồ đo và sử dụng bánh răng trong đồng hồ đo. Vào thế kỷ thứ nhất sau Công nguyên, một hộp số cũng được sử dụng trong nhà máy bánh xe nước được thực hiện bởi kiến trúc sư La Mã Pidobis. Đến thế kỷ 14, bánh răng bắt đầu được sử dụng trong đồng hồ.
Bánh răng bằng đồng sắt vào cuối thời kỳ Chiến Quốc
Trong những năm đầu của triều đại Đông Hán (thế kỷ thứ nhất sau Công nguyên), đã có bánh răng xương cá. Chiếc xe dẫn đường và xe trống Jili xuất hiện trong thời kỳ Tam Quốc đã áp dụng hệ thống truyền số. Nhà máy liên tục quay nước được phát minh bởi Du Yu trong triều đại nhà Jin truyền sức mạnh của bánh xe nước đến nhà máy đá thông qua bánh răng. Ghi chép sớm nhất về hệ thống truyền số trong sách lịch sử là mô tả về quả cầu nách được thực hiện bởi Xing Yi và Liang Lingzhan trong triều đại nhà Đường vào năm 725. Bàn voi dụng cụ vận chuyển nước (xem đồng hồ Trung Quốc cổ đại) được sản xuất vào triều đại Bắc Tống sử dụng một hệ thống bánh răng phức tạp. Trong triều đại nhà Minh, "Wu Bei Zhi" của Mao Yuanyi (viết năm 1621) đã ghi lại một giá đỡ và truyền pinion. Một thiết bị ratchet sắt đã được phát hiện trong tàn tích của thành phố cổ Anwuji, Hà Bắc, được khai quật vào năm 1956. Đường kính của bánh xe khoảng 80 mm. Mặc dù nó không đầy đủ, chất lượng sắt tốt hơn. Sau khi nghiên cứu, người ta xác nhận rằng đó là sự kết thúc của thời kỳ Chiến Quốc (thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên). Các sản phẩm từ triều đại Tây Hán (206 TCN đến 24 AD). Bánh răng cột sống bằng đồng được khai quật ở Changjiaya, huyện Yongji, tỉnh Sơn Tây vào năm 1954. Liên quan đến các hiện vật được khai quật ở Tongkeng, có thể kết luận rằng chúng là di tích của triều đại nhà Tần (221-206 TCN) hoặc đầu triều đại Tây Hán. Bánh xe có 40 răng và đường kính khoảng 25 mm. Về mục đích của bánh răng ratchet, không có hồ sơ bằng văn bản nào được tìm thấy cho đến nay, và người ta suy đoán rằng nó có thể được sử dụng để phanh để ngăn chặn trục quay ngược. Một cặp bánh răng xương cá bằng đồng đã được khai quật ở làng Hồng Thanh, huyện Trường An, tỉnh Thiểm Tây vào năm 1953. Dựa trên phân tích cấu trúc lăng mộ và các đồ vật lăng mộ, có thể xác định rằng cặp bánh răng đến từ đầu triều đại Đông Hán. Cả hai bánh xe đều có 24 răng và đường kính khoảng 15 mm. Thiết bị xương cá tương tự cũng được tìm thấy ở Hengyang và những nơi khác. [1]
Sơ đồ cấu trúc hộp số trong "Wu Bei Zhi"
Ngay từ năm 1694, học giả người Pháp PHILIPPE DE LA HIRE lần đầu tiên đề xuất rằng sự không tự nguyện có thể được sử dụng làm đường cong hồ sơ răng. Năm 1733, người Pháp M.CAMUS đề xuất rằng bình thường chung của điểm tiếp xúc của răng bánh răng phải đi qua nút trên đường trung tâm. Khi một đường trung tâm tức thời phụ trợ hoàn toàn lăn dọc theo đường trung tâm tức thì (vòng tròn cao độ) của bánh xe lớn và bánh xe nhỏ, hồ sơ răng phụ trợ được kết nối cố định với đường trung tâm tức thì phụ trợ tạo thành hai cấu hình răng trên bánh xe lớn và bánh xe nhỏ. Các đường cong được liên hợp với nhau, đó là định lý CAMUS. Nó xem xét trạng thái lưới của hai bề mặt răng; nó thiết lập rõ ràng khái niệm hiện đại về quỹ đạo của điểm tiếp xúc. Năm 1765, Swiss L. EULER đưa ra cơ sở toán học cho nghiên cứu phân tích về hồ sơ răng không tự nguyện, và làm rõ mối quan hệ giữa bán kính độ cong của đường cong hồ sơ răng và trung tâm độ cong của một cặp bánh răng đang lưới. Sau đó, SAVARY tiếp tục hoàn thành phương pháp này và trở thành phương trình EU-LET-SAVARY. Đóng góp cho việc áp dụng hồ sơ răng không tự nguyện là ROTEFT WULLS. Ông đề xuất rằng khi khoảng cách trung tâm thay đổi, bánh răng không tự động có lợi thế về tỷ lệ tốc độ góc không đổi. Năm 1873, kỹ sư người Đức HOPPE đã đề xuất hồ sơ răng không tự động của bánh răng với số lượng răng khác nhau khi góc áp suất thay đổi, do đó đặt nền tảng cho việc suy nghĩ về bánh răng chuyển đổi hiện đại.
Vào cuối thế kỷ 19, nguyên tắc của phương pháp cắt bánh răng sinh sản và sự xuất hiện của các công cụ máy móc và công cụ đặc biệt sử dụng nguyên tắc này để cắt bánh răng đã làm cho việc xử lý bánh răng hoàn chỉnh hơn và hồ sơ răng không tự nguyện đã cho thấy những lợi thế lớn. Miễn là công cụ cắt bánh răng được di chuyển một chút từ vị trí lưới bình thường trong quá trình cắt bánh răng, bánh răng chuyển đổi tương ứng có thể được cắt ra trên máy công cụ bằng một công cụ tiêu chuẩn. Năm 1908, MAAG Thụy Sĩ đã nghiên cứu phương pháp dịch chuyển và sản xuất máy định hình bánh răng. Sau đó, BSS của Anh, AGMA của Mỹ và DIN của Đức liên tiếp đề xuất một loạt các phương pháp tính toán cho việc dịch chuyển bánh răng.
Thiết bị xương cá bằng đồng vào đầu triều đại nhà Hán
Để tăng tuổi thọ của thiết bị truyền tải điện và giảm kích thước của nó, ngoài những cải tiến về vật liệu, xử lý nhiệt và cấu trúc, thiết bị răng hồ quang đã được phát triển. Năm 1907, FRANK HUMPHRIS người Anh lần đầu tiên xuất bản hồ sơ răng hồ quang. Năm 1926, ERUEST WILDHABER đã có được bằng sáng chế cho thiết bị xoắn ốc hồ sơ răng hồ quang. Năm 1955, M. L. NOVIKOV của Liên Xô đã hoàn thành nghiên cứu thực tế về bánh răng hồ quang và giành được Huân chương Lenin. Năm 1970, kỹ sư của công ty ROLH-ROYCE R.M. STUDER đã có được bằng sáng chế của Hoa Kỳ cho bánh răng vòng cung tròn đôi. Loại thiết bị này đã được mọi người chú ý ngày càng nhiều, và nó đã đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất.
Bánh răng là các bộ phận cơ học có răng có thể kết nối với nhau. Chúng được sử dụng rộng rãi trong truyền tải cơ học và toàn bộ lĩnh vực cơ khí. Công nghệ bánh răng hiện đại đã đạt đến: mô đun bánh răng 0,004 đến 100 mm; đường kính bánh răng từ 1 mm đến 150 mét; công suất truyền tải có thể đạt tới 100.000 kilowatt; tốc độ quay có thể đạt hàng trăm nghìn vòng quay mỗi phút; tốc độ ngoại vi cao nhất có thể đạt tới 300 mét / Giây.
Với sự phát triển của sản xuất, sự trơn tru của hoạt động bánh răng đã được đánh giá cao. Năm 1674, nhà thiên văn học người Đan Mạch Romer lần đầu tiên đề xuất sử dụng một epicycloid làm đường cong hồ sơ răng để có được một bánh răng chạy trơn tru.
Trong cuộc cách mạng công nghiệp vào thế kỷ 18, công nghệ bánh răng phát triển nhanh chóng và mọi người đã tiến hành rất nhiều nghiên cứu về bánh răng. Năm 1733, nhà toán học người Pháp Kami đã xuất bản định luật cơ bản về lưới hồ sơ răng; Năm 1765, nhà toán học người Thụy Sĩ Euler đã đề xuất sử dụng involute làm đường cong hồ sơ răng.
Máy hobbing bánh răng và máy định hình bánh răng xuất hiện vào thế kỷ 19 để giải quyết vấn đề sản xuất hàng loạt bánh răng có độ chính xác cao. Năm 1900, Profort đã cài đặt một thiết bị vi sai cho máy hobbing bánh răng, có thể xử lý bánh răng xoắn ốc trên máy hobbing bánh răng. Kể từ đó, máy hobbing bánh răng đã trở nên phổ biến, và phương pháp tạo ra có một lợi thế áp đảo trong việc xử lý bánh răng. Bánh răng không tự động đã trở thành thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất. .
Năm 1899, Rasche lần đầu tiên thực hiện kế hoạch chuyển số. Các thiết bị chuyển đổi không chỉ có thể tránh cắt giảm của răng bánh răng, nhưng cũng có thể phù hợp với khoảng cách trung tâm và cải thiện khả năng tải mang của bánh răng. Năm 1923, American Wild Haber lần đầu tiên đề xuất một thiết bị có cấu hình răng vòng cung tròn. Năm 1955, Sunovykov đã tiến hành một nghiên cứu chuyên sâu về bánh răng hồ quang tròn, và bánh răng hồ quang tròn sau đó được sử dụng trong sản xuất. Loại thiết bị này có khả năng chịu lực và hiệu quả cao, nhưng nó không dễ sản xuất như bánh răng không tự động, và nó cần cải tiến hơn nữa.
