história
Engrenagens gregas antigas descobertas
No Ocidente, em 300 aC, o antigo filósofo grego Aristóteles expôs o problema da transmissão do movimento rotacional com engrenagens de bronze ou ferro fundido em "Problemas mecânicos". Os famosos estudiosos gregos Aristóteles e Arquimedes estudaram engrenagens. O famoso inventor grego Gutisibios inseriu pinos uniformemente na borda da bancada de chapa circular para fazê-la se encaixar na roda de pinos. Ele aplicou esse mecanismo à gravação. Isso é cerca de 150 aC. Em 100 aC, o inventor alexandrino Herron inventou o hodômetro, no qual as engrenagens eram usadas. No século 1 dC, uma transmissão de engrenagem também foi usada na fresadora de roda d'água feita pelo arquiteto romano Pidobis. No século 14, as engrenagens começaram a ser usadas em relógios.
A engrenagem de bronze de ferro do período final dos Reinos Combatentes
Nos primeiros anos da Dinastia Han Oriental (século I dC), já havia engrenagens em espinha de peixe. O carro de bússola e o carro de tambor Jili que apareceram no período dos Três Reinos adotaram sistemas de transmissão de engrenagens. A moagem contínua rotativa da água inventada por Du Yu na dinastia Jin transmite a força da roda d'água para o moinho de pedra através de engrenagens. O registro mais antigo do sistema de transmissão de engrenagens nos livros de história é a descrição da esfera armilar transportada pela água feita em 725 por um partido da Dinastia Tang e Liang Lingzan. O instrumento de transporte de água e Xiangtai (ver antigos relógios chineses) feitos na Dinastia Song do Norte usavam um sistema de engrenagens complexo. Na Dinastia Ming, "Wu Bei Zhi" de Mao Yuanyi (escrito em 1621) gravou uma transmissão de cremalheira e pinhão. Nas ruínas da antiga cidade de Anwuji, na província de Hebei, escavadas em 1956, uma engrenagem de catraca de ferro foi encontrada. O diâmetro da roda é de cerca de 80 mm. Embora esteja danificado, a qualidade do ferro é boa. Após pesquisas, foi confirmado que era do final do Período dos Reinos Combatentes (século III aC) até Produtos durante a Dinastia Han Ocidental (206 aC a 24 dC). Em 1954, uma catraca de bronze foi desenterrada em Tiejiaya, condado de Yongji, província de Shanxi. Referindo-se aos artefatos desenterrados no mesmo poço, pode-se concluir que eles são relíquias da dinastia Qin (221 aC-206 aC) ou do início da dinastia Han ocidental. A roda tem 40 dentes e um diâmetro de cerca de 25 mm. Em relação ao uso da catraca, até o momento não foram encontrados registros escritos, e especula-se que ela possa ser utilizada para frenagem para evitar a reversão do eixo. Em 1953, um par de engrenagens de espinha de peixe de bronze foi desenterrado na vila de Hongqing, condado de Chang'an, província de Shaanxi. De acordo com a análise da estrutura do túmulo e dos objetos do túmulo, pode-se determinar que o par de engrenagens se originou no início da Dinastia Han Oriental. Ambas as rodas têm 24 dentes e cerca de 15 mm de diâmetro. Hengyang e outros lugares também encontraram o mesmo equipamento de espinha de peixe.
Diagrama da estrutura da transmissão de engrenagens em "Wu Bei Zhi"
Já em 1694, o estudioso francês PHILIPPE DE LA HIRE propôs pela primeira vez que a involuta pode ser usada como uma curva de dente. Em 1733, o francês M.CAMUS propôs que a normal comum do ponto de contato dos dentes da engrenagem deve passar pelo nó na conexão central. Quando uma linha central instantânea auxiliar está rolando puramente ao longo da linha central instantânea (círculo primitivo) da roda grande e da roda pequena, os dois perfis de dentes formados pela forma do dente auxiliar conectados de forma fixa com a linha central instantânea auxiliar na roda grande e as curvas da roda pequena são conjugadas entre si, este é o teorema de CAMUS. Leva em consideração o estado de engrenamento das duas superfícies dos dentes; estabelece explicitamente o conceito moderno de trajetórias de pontos de contato. Em 1765, o suíço L. EULER propõe a base matemática para o estudo analítico do perfil do dente envolvente, e esclarece a relação entre o raio de curvatura da curva do perfil do dente e a posição do centro de curvatura de um par de engrenagens engrenadas. Mais tarde, SAVARY completou ainda mais este método e tornou-se a equação EU-LET-SAVARY. Contribuindo para a aplicação do perfil de dente involute está ROTEFT WULLS, que propôs que a engrenagem involuta tem a vantagem de uma relação de velocidade angular constante quando a distância do centro muda. Em 1873, o engenheiro alemão HOPPE propôs o perfil de dentes involuta de engrenagens com diferentes números de dentes quando o ângulo de pressão mudou, estabelecendo assim a base ideológica das modernas engrenagens variáveis.
No final do século XIX, o princípio do método de corte da engrenagem geradora e as máquinas-ferramentas e ferramentas especiais que usavam esse princípio para cortar dentes apareceram um após o outro. Ao cortar os dentes, desde que a ferramenta de corte seja ligeiramente movida da posição normal de engrenamento, a engrenagem de deslocamento correspondente pode ser cortada na máquina-ferramenta com uma ferramenta padrão. Em 1908, a MAAG da Suíça estudou o método de deslocamento e fabricou um modelador de engrenagens para modelagem de engrenagens. Mais tarde, a britânica BSS, a americana AGMA e a alemã DIN propuseram sucessivamente vários métodos de cálculo para o deslocamento da engrenagem.
Engrenagem de espinha de peixe de bronze dos primeiros Han
Com o objetivo de melhorar a vida útil das engrenagens de transmissão de potência e reduzir seu tamanho, além de melhorias nos materiais, tratamento térmico e estrutura, foram desenvolvidas engrenagens com dentes de arco circular. Em 1907, o britânico FRANK HUMPHRIS publicou pela primeira vez a forma do dente de arco. Em 1926, a suíça ERUEST WILDHABER obteve o direito de patente da engrenagem helicoidal com perfil de dente de arco circular. Em 1955, ML NOVIKOV da União Soviética completou a pesquisa prática sobre engrenagens dentadas de arco circular e recebeu a Ordem de Lenin. Em 1970, o engenheiro da empresa britânica ROLH-ROYCE RM STUDER obteve uma patente nos EUA para engrenagens de arco duplo. Este tipo de equipamento tem recebido cada vez mais atenção pelas pessoas e tem desempenhado um papel significativo na produção.
As engrenagens são peças mecânicas dentadas que podem engatar umas com as outras. Eles são amplamente utilizados na transmissão mecânica e em todo o campo mecânico. A tecnologia de engrenagem moderna chegou: o módulo de engrenagem é de 0.004 a 100 mm; o diâmetro da engrenagem é de 1 mm a 150 metros; a potência de transmissão pode chegar a 100,000 quilowatts; a velocidade pode chegar a centenas de milhares de rotações por minuto; segundo.
Com o desenvolvimento da produção, foi dada atenção à estabilidade da operação da engrenagem. Em 1674, o astrônomo dinamarquês Romer propôs pela primeira vez o uso da epiciclóide como a curva do perfil do dente para obter uma engrenagem de funcionamento suave.
Durante a revolução industrial no século 18, a tecnologia de engrenagens desenvolveu-se rapidamente e muitas pesquisas sobre engrenagens foram realizadas. Em 1733, o matemático francês Cammy publicou a lei básica da malha do perfil do dente; em 1765, o matemático suíço Euler sugeriu o uso de involutas como curvas de perfil de dente.
As máquinas fresadoras e modeladoras que surgiram no século XIX resolveram o problema da produção em massa de engrenagens de alta precisão. Em 1900, a Profort instalou um dispositivo diferencial para a fresadora, que podia processar engrenagens helicoidais na fresadora. Desde então, a engrenagem de fresagem da máquina de fresagem tornou-se popular. .
Em 1899, Lasher implementou pela primeira vez o esquema de troca de marchas. A engrenagem de deslocamento pode não apenas evitar o rebaixamento dos dentes da engrenagem, mas também combinar a distância do centro e melhorar a capacidade de carga da engrenagem. Em 1923, Wilder Haber dos Estados Unidos propôs pela primeira vez engrenagens com perfis de dentes de arco. Em 1955, Sunovykov realizou uma pesquisa aprofundada sobre engrenagens de arco, e as engrenagens de arco foram então usadas na produção. Essa engrenagem tem alta capacidade de carga e eficiência, mas não é tão fácil de fabricar quanto as engrenagens involutas e precisa ser melhorada.
