Hammaspyörä

Hammaspyörä on yksi kahdesta elementistä, jotka muodostavat vaihde . Pyörää, jolla on vähiten hampaita, kutsutaan tarkemmin hammaspyöräksi .

Alkaen liikkeen näkökulmasta ( kinematiikan ), kaksi tärkeää ominaisuudet ovat hampaiden lukumäärän $z$ ja säde $r$ , joka tekee mahdolliseksi määritellä, on vaihteella, nopeus suhde ja voima suhde (pelkistys).

Ongelmana on tietää, mihin pinnat viedään: hampaiden ylä-, keski- tai alaosaan? Hammaspyörälle määritellään tosiasiallisesti neljä ympyrää (keskellä pyörän akselia):

jalkaympyrä, joka on hampaiden pohjan läpi kulkeva ympyrä;
pääympyrä, joka kulkee hampaiden yläosan läpi;
perusympyrä, jota käytetään muodostamaan hampaiden profiili (hampaat ovat tämän ympyrän osia );
pikiympyrä: hammaspyörän hammaspyörien nousupiireillä on sama tangentiaalinen nopeus; ne kulkevat karkeasti hampaiden keskellä.

Jotta vaihde toimisi, kahden pyörän hampaiden on oltava samankokoisia: niillä on oltava sama etäisyys, jotta tangentiaaliset nopeudet voivat olla samassa paikassa. Kun pyörät ovat kytkettyinä, pyörien molemmat akselit yhdistävällä viivalla on piste, joka sijaitsee yhtä kaukana jalkaympyröistä. Sävelkorkeudet ovat tangenttipiirejä tässä vaiheessa.

Itse asiassa pyörät, joilla on tietty paksuus, määrittelemme kolme sylinteriä, ja ympyrät ovat näiden sylinterien osia.

Vakiohammaspyörä (α = 20 °)

Standardoitujen hammaspyörien tapauksessa, joiden painekulma α on 20 °, hampaiden muoto on standardoitu (profiili sekä korkeuden ja leveyden väliset suhteet). Määritämme arvon nimeltä "moduuli" ja huomasimme, joka luonnehtii täysin hampaan geometriaa: $m$

hampaan leveys pikiympyrässä on $π. m / 2$ ;
hampaan korkeus on $2,25\cdot m$ ;
jos on hampaan korkeus, kallistumisympyrä on $0,56\cdot$ $h$ hampaan pohjasta ( $juuripiiri$ ) ja $0,44\cdot$ $h$ kärki (kärjen ympyrä). $h$

Moduuli edustaa itse asiassa:

pikiympyrän halkaisija (tai piki halkaisija) jaettuna hampaiden lukumäärällä: $m = d / z$ ;
hampaiden korkeus jaettuna 2,25: $m = h / 2,25$ .

Data ja luonnehtii normalisoitu hammastetun pyörän kinemaattinen näkökulmasta. $m$ $z$

Normaali suora hammaspyörä

piki halkaisija $d = mz$
ei $p = m \ pi$
ulkonema $h_ {a} = m$
ontto $h_ {f} = 1,25 m$
piikin korkeus $h = h_ {a} + h_ {f} = 2,25 m$
pään halkaisija $d_ {a} = d + 2h_ {a} = d + 2m$
jalan halkaisija $d_ {f} = d-2h_ {f} = d-2,5m$
pohjan halkaisija $d_ {b} = d \ cos \ alfa$

Kierteinen hammaspyörä

Kierteisen hammastuksen tapauksessa erotetaan todellinen moduuli ja näennäinen moduuli:

todellinen moduuli $m n$ vastaa hampaan suoraa leikkausta, leikkausta reunojen suhteen kohtisuorassa olevan tason läpi;
näennäinen moduuli $m t$ vastaa leikkausta tasosta, joka on kohtisuorassa pyörän akseliin nähden.

Jos kutsumme $β$ kierteen kallistukseksi, meillä on:

m t = m n / cos (p)

Joten meillä on:

piki halkaisija: $d = m t \cdot z$ ;
pään halkaisija: $d a = d + 2 m n$ .

Ei pyöreä pyörä

Ei-pyöreitä pyöriä on myös olemassa. Vaikka pyöreiden pyörien tavoitteena on optimoida vaihteen toiseen osaan välitetty vääntömomentti mahdollisimman pienellä melulla ja suurimmalla mekaanisella hyötysuhteella , ei-pyöreät pyörät mahdollistavat suhteiden vaihtelun, aiheuttavat värähtelyjä tai epälineaarisia vaikutuksia. Mahdollisuuksia rajoittavat vain suunnittelijan kekseliäisyys ja tekniset rajoitteet. Niitä löytyy koneista, jotka tuottavat tekstiilejä , potentiometrejä , portaattomasti vaihdettavia vaihteistoja ja myös joitain pyöräilyssä käytettyjä ketjupyöriä .

Huomautuksia ja viitteitä

Kulma, joka muodostuu hammaspyörän kahden hammaspyörän ympyrän välisestä tangentista, kohtisuorassa hammastettujen pyörien kahden akselin läpi kulkevaan linjaan nähden