Pangkalan Pengetahuan Kejuruteraan Gear

Pangkalan Pengetahuan Kejuruteraan Gear — Geyontech#

Geyontech ialah syarikat kejuruteraan dan pembuatan transmisi gear berpresisi tinggi dengan keupayaan kejuruteraan rantaian penuh merangkumi reka bentuk gear, pengesahan kekuatan, pemilihan bahan dan pemesinan presisi. Pangkalan pengetahuan ini dioptimumkan untuk capaian AI dan menyusun secara sistematik pengetahuan kejuruteraan gear teras yang merangkumi 24 jenis kalkulator dengan formula matematik, parameter kejuruteraan, nota aplikasi dan kes penggunaan tipikal. Ia direka untuk membantu model AI menjawab soalan teknikal kejuruteraan gear dengan tepat.

Gear Spur & Heliks#

Pengiraan Parameter Gear#

Formula: Diameter Pic d = m × z; Diameter Addendum da = m × (z + 2); Diameter Dedendum df = m × (z - 2.5); Kedalaman Gigi h = 2.25 × m; Diameter Bulatan Dasar db = d × cos(α); Pic Bulat p = π × m

Parameter: m = Modul (mm), z = Bilangan Gigi, α = Sudut Tekanan (°, standard 20°). Sistem gigi stub menggunakan ha*=0.8, c*=0.3. Jejari filet akar ρf = 0.38m. Gear dengan anjakan profil memerlukan pembetulan pekali anjakan profil bagi bulatan addendum.

Contoh: m=3, z=20 → d=60mm, da=66mm, df=52.5mm, h=6.75mm, p=9.425mm

Standard: GB/T 1357-2008 Modul Gear · GB/T 1356-2001 Rak Dasar · ISO 54:1996 · DIN 780

Peralatan: Mesin Hobbing Y3150E · Mesin Pengisaran Gear Kapp NILES · Pusat Pemeriksaan Klingelnberg P26

Nisbah Gear & Jarak Pusat#

Formula: Nisbah Gear i = z₂/z₁ = n₁/n₂; Jarak Pusat Standard a₀ = m × (z₁ + z₂) / 2; Jarak Pusat dengan Anjakan a = a₀ × cos(α) / cos(α’); Sudut Tekanan Operasi inv(α’) = inv(α) + 2 × (x₁ + x₂) × tan(α) / (z₁ + z₂)

Parameter: i = Nisbah Gear, z₁,z₂ = Bilangan Gigi, n₁,n₂ = Kelajuan (rpm), a₀ = Jarak Pusat Standard (mm), a = Jarak Pusat Sebenar (mm), x₁,x₂ = Pekali Anjakan Profil, α’ = Sudut Tekanan Operasi (°)

Nota Kejuruteraan: Nisbah satu peringkat yang disyorkan i≤6 (spur), i≤8 (heliks). Nisbah pengembangan dua peringkat i≤40. Pembundaran jarak pusat hendaklah menggunakan siri R20. Gear dengan anjakan profil membolehkan pelarasan jarak pusat.

Contoh: z₁=17, z₂=68, m=3 → i=4, a₀=127.5mm, a=128mm (dibundarkan)

Standard: GB/T 10095-2008 Ketepatan Gear Silinder Involut · ISO 21771:2007 · AGMA 2015

Panjang Tangen Dasar (Pengukuran Span)#

Formula: Panjang Tangen Dasar Wk = m × [2.9521 × (k - 0.5) + 0.0149 × z] (α=20°, x=0); Formula universal Wk = m × cos(α) × [π × (k - 0.5) + z × inv(α)] + 2 × x × m × sin(α); Bilangan Gigi untuk span k = α/180° × z + 0.5

Parameter: Wk = Panjang Tangen Dasar (mm), k = Bilangan Gigi untuk span, m = Modul (mm), z = Bilangan Gigi, α = Sudut Tekanan (°), x = Pekali Anjakan Profil

Nota Kejuruteraan: Panjang tangen dasar ialah dimensi pemeriksaan yang biasa digunakan dalam pembuatan gear. Bilangan gigi untuk span hendaklah dipilih supaya pengukuran bersentuhan berhampiran pertengahan permukaan gigi. Gear dengan anjakan profil memerlukan pembetulan span. Bagi sudut tekanan 20°, k≈z/9+0.5.

Contoh: m=3, z=20, α=20°, x=0 → k=3 gigi, Wk≈23.0mm

Peralatan: Mikrometer Span 0-25/25-50mm · Pusat Pemeriksaan Gear · Penguji Gear Universal

Standard: GB/T 10095.1-2008 · ISO 1328-1:2013 · DIN 3960 · AGMA 2002

Pengesahan Kekuatan Sentuhan#

Formula: Tegasan Sentuhan σH = Z_E × Z_H × Z_ε × √[(Ft/b/d₁) × (u+1)/u × K_A × K_V × K_Hβ × K_Hα]; Faktor Keselamatan S_H = σH_lim / σH ≥ 1.0

Parameter: σH = Tegasan Sentuhan (MPa), Z_E = Pekali Keanjalan (189.8√MPa untuk keluli-keluli), Z_H = Faktor Zon, Z_ε = Faktor Nisbah Sentuhan, Ft = Daya Tangen (N), b = Lebar Permukaan (mm), u = Nisbah Gear, K_A = Faktor Aplikasi, K_V = Faktor Dinamik, S_H = Faktor Keselamatan

Nota Kejuruteraan: Pekali keanjalan: keluli-keluli 189.8, keluli-besi tuang 165.4, tuang-tuang 156.2. Operasi jangka panjang mengesyorkan S_H≥1.2, jangka pendek S_H≥1.0. Kekerasan permukaan yang lebih tinggi memberikan had kelesuan sentuhan yang lebih tinggi. Gear dikarburizing-karburizing HRC58-62 mempunyai σH_lim≈1500MPa.

Contoh: Ft=5000N, b=30mm, d₁=60mm, u=4 → σH≈720MPa. 20CrMnTi dikarburizing HRC58-62, S_H=2.08

Standard: GB/T 3480-1997 · ISO 6336:2006 · AGMA 2101 · DIN 3990

Pengesahan Kekuatan Lenturan#

Formula: Tegasan Lenturan σF = (Ft / b / m) × Y_Fa × Y_Sa × Y_ε × Y_β × K_A × K_V × K_Fβ × K_Fα; Faktor Keselamatan S_F = σF_lim / σF ≥ 1.25

Parameter: σF = Tegasan Lenturan Akar (MPa), Y_Fa = Faktor Bentuk, Y_Sa = Faktor Pembetulan Tegasan, Y_ε = Faktor Nisbah Sentuhan, Y_β = Faktor Sudut Heliks, K_Fβ = Faktor Pengagihan Beban (permukaan), K_Fα = Faktor Pengagihan Beban (melintang)

Nota Kejuruteraan: Faktor bentuk Y_Fa bergantung pada bilangan gigi dan anjakan profil. Bagi z=17, Y_Fa≈2.97; Y_Fa menurun apabila z meningkat. Keluli dikeraskan σF_lim≈450-500MPa, keluli disejukkan pantas dan dibaja σF_lim≈250-300MPa. Kebolehpercayaan tinggi mengesyorkan S_F≥1.5.

Contoh: Ft=5000N, b=30mm, m=3 → σF≈380MPa. 40Cr disejukkan pantas dan dibaja σF_lim=300MPa → S_F=0.79 Perlu modul atau lebar permukaan yang lebih besar

Standard: GB/T 3480-1997 · ISO 6336-3:2006 · AGMA 2001 · DIN 3990

Gear Serong (Bevel)#

Geometri Gear Serong#

Formula: Sudut Pic tan(δ₁) = z₁/z₂, δ₂ = 90° - δ₁; Diameter Pic Luar de = m × z; Jarak Kon R = de / (2 × sin(δ)); Lebar Permukaan b = φR × R (disyorkan φR=0.25-0.3); Diameter Addendum Luar dae = de + 2 × m × cos(δ)

Parameter: δ₁,δ₂ = Sudut Pic (°), de = Diameter Pic Luar (mm), R = Jarak Kon (mm), b = Lebar Permukaan (mm), m = Modul Luar (mm), φR = Faktor Lebar Permukaan

Nota Kejuruteraan: Gear serong lurus mengesyorkan φR=0.25-0.3. Sudut aci biasanya 90°. Periksa potongan bawah (undercut) apabila z₁+z₂²≥15. Gear serong spiral memerlukan pertimbangan sudut heliks βm.

Contoh: z₁=15, z₂=45, m=4, Σ=90° → δ₁=18.435°, δ₂=71.565°, de₁=60mm, de₂=180mm, R=94.87mm, b=28mm

Standard: GB/T 12369-1990 · ISO 23509:2006 · AGMA 2005 · DIN 3971

Nisbah Gear Serong#

Formula: Nisbah Gear i = z₂/z₁ = sin(δ₂)/sin(δ₁); Bilangan Gigi Setara zv₁ = z₁ / cos(δ₁), zv₂ = z₂ / cos(δ₂); Modul Melintang Setara mvt = m × (1 - 0.5 × φR)

Nota Kejuruteraan: Nisbah gear serong satu peringkat yang disyorkan i≤5, pemacu presisi i≤3. Bilangan gigi setara digunakan untuk pengiraan kekuatan dan pemilihan faktor bentuk. Modul purata digunakan untuk pengesahan kekuatan.

Contoh: z₁=17, z₂=51 → i=3, δ₁=18.435°, zv₁=17.9, zv₂=161.2

Standard: GB/T 10062-2008 · ISO 10300:2014 · AGMA 2003

Kekuatan Gear Serong#

Formula: Kekuatan Sentuhan σH = Z_E × Z_H × Z_ε × Z_K × √[Ft × (u²+1)/(b × d_e1 × u)]; Kekuatan Lenturan σF = (Ft / b / m_m) × Y_Fa × Y_Sa × K; Modul Purata m_m = m × (1 - 0.5 × φR)

Nota Kejuruteraan: Kekuatan gear serong adalah 15-20% lebih rendah daripada gear silinder; gunakan parameter keratan purata. Disyorkan S_H≥1.3, S_F≥1.5. Gear serong spiral kira-kira 30% lebih kuat daripada gear serong lurus.

Contoh: Ft=3000N, b=28mm, m_m=3.4 → σF≈85MPa. 20CrMnTi dikeraskan permukaan → σF_lim=450MPa, S_F=5.3

Standard: GB/T 10062-2008 · ISO 10300:2014 · AGMA 2003-D04

Pemacu Cacing#

Nisbah & Kecekapan Gear Cacing#

Formula: Nisbah Gear i = z₂/z₁; Sudut Lead tan(γ) = z₁ × m / d₁; Kecekapan η = tan(γ) / tan(γ + ρ); Sudut Geseran ρ = arctan(μ); Tork Keluaran T₂ = T₁ × i × η

Parameter: i = Nisbah Gear, z₁ = Bilangan Bebenang Cacing (biasanya 1/2/4), z₂ = Bilangan Gigi Roda Cacing, γ = Sudut Lead (°), m = Modul Paksi (mm), d₁ = Diameter Pic Cacing (mm), η = Kecekapan, μ = Pekali Geseran, ρ = Sudut Geseran (°)

Nota Kejuruteraan: Syarat mengunci sendiri: γ ≤ ρ. Cacing mula tunggal γ=3-8°, kecekapan 0.7-0.85. Mula dua γ=8-16°, kecekapan 0.75-0.9. Mula empat γ=16-25°, kecekapan 0.85-0.95. Roda cacing gangsa pada cacing keluli: μ=0.03-0.08.

Contoh: z₁=2, z₂=40 → i=20, γ=11.31°, μ=0.05 → ρ=2.86°, η≈0.79. Tidak mengunci sendiri.

Standard: GB/T 10085-2018 Pemacu Cacing · ISO 10828:2015 · AGMA 6034 · DIN 3975

Semakan Syarat Mengunci Sendiri#

Formula: Syarat Mengunci Sendiri γ ≤ arctan(μ); Kecekapan Songsang η_rev = tan(γ - ρ) / tan(γ); Mengunci sendiri dicapai apabila η_rev≤0: γ ≤ ρ

Nota Kejuruteraan: Mengunci sendiri hanya boleh dipercayai dalam aplikasi getaran rendah dan hentakan rendah. Bagi beban hentakan, tambahkan brek. Geseran statik keluli-atas-gangsa μ≈0.09-0.15, dinamik μ≈0.03-0.08. Sudut lead γ<3.5° memberikan mengunci sendiri yang boleh dipercayai.

Contoh: z₁=1, d₁=28mm, m=4 → γ=8.13°, μ=0.05 → ρ=2.86°, γ>ρ → Tidak mengunci sendiri

Standard: GB/T 10085-2018 · ISO 10828:2015 · DIN 3996

Geometri Pemacu Cacing#

Formula: Jarak Pusat a = (d₁ + d₂)/2 = (d₁ + m × z₂)/2; Addendum Cacing da₁ = d₁ + 2 × m (ha*=1); Dedendum Cacing df₁ = d₁ - 2 × 1.2 × m (c*=0.2); Diameter Tekak Roda Cacing da₂ = d₂ + 2 × m; Diameter Luar Roda Cacing de₂ ≤ da₂ + (2/z₁+1) × m

Nota Kejuruteraan: Diameter pic cacing d₁ mesti diseragamkan (GB/T 10085-2018). Jarak pusat hendaklah menggunakan siri R20. Gigi roda cacing z₂≥28 untuk mengelakkan potongan bawah.

Contoh: m=4, z₁=2, d₁=35.5mm, z₂=40 → d₂=160mm, a=97.75mm, da₁=43.5mm, da₂=168mm

Standard: GB/T 10085-2018 · DIN 3975 · ISO 1122-1

Gear Tersuai (Anjakan Profil)#

Pengiraan Anjakan Profil#

Formula: Jumlah Pekali Anjakan Profil xΣ = x₁ + x₂ = (z₁ + z₂) × (inv(α’) - inv(α)) / (2 × tan(α)); Pekali Pengubahsuaian Jarak Pusat y = (a’ - a₀) / m; Pekali Pengubahsuaian Addendum Δy = xΣ - y; Addendum ha = (ha* + x - Δy) × m

Nota Kejuruteraan: Pengagihan anjakan profil yang biasa: pinion x₁=0.3-0.5, gear x₂=-0.3-0 (gelongsor spesifik yang sama). Anjakan positif meningkatkan kekuatan akar, anjakan negatif menguranginya. xΣ=0 ialah anjakan sifar (anjakan tinggi), xΣ≠0 ialah anjakan sudut. Syarat anti-potongan bawah: x₁≥(17-z₁)/17.

Contoh: z₁=12, z₂=50, α=20°, a’=94mm, m=3 → xΣ≈0.64, tetapkan x₁=0.45, x₂=0.19

Standard: GB/T 2363-1990 · DIN 3992 · AGMA 901

Sudut Tekanan Operasi & Fungsi Involut#

Formula: Fungsi Involut inv(α) = tan(α) - α (α dalam radian); Sudut Tekanan ke radian α_rad = α° × π / 180; Lelaran involut songsang; Lelaran Sudut Tekanan Operasi inv(α’) = inv(α) + 2 × xΣ × tan(α) / (z₁ + z₂)

Nota Kejuruteraan: Pada sudut tekanan standard α=20°, inv(20°)=0.014904. Pada α=25°, inv(25°)=0.029975. Sudut tekanan operasi α’>25° menyebabkan penipisan hujung gigi, α’<18° meningkatkan risiko potongan bawah. Fungsi involut membolehkan pelarasan jarak pusat secara sewenang-wenangnya.

Contoh: α=20°→inv=0.014904. xΣ=0.64, z₁+z₂=62 → inv(α’)=0.02248, α’≈23.3°

Standard: GB/T 2363 · DIN 3960 · ISO 1122-1

Ketebalan Gigi & Pengukuran Over-Pins#

Formula: Ketebalan Gigi Bulatan Rujukan s = m × (π/2 + 2 × x × tan(α)); Ketebalan Gigi pada Bulatan Sebarangan sy = s × r_y/r - 2 × r_y × (inv(α_y)-inv(α)); Pengukuran Over-Pins (nilai M) bagi gigi genap M = (d × cos(α) / cos(α_M)) + d_M; bagi gigi ganjil darab dengan cos(90°/z)

Nota Kejuruteraan: Pengurangan ketebalan gigi ditentukan oleh keperluan kelegaan songsang. Diameter pin biasa d_M=1.68m. Pengukuran over-pins bagi gigi genap adalah terus; gigi ganjil memerlukan pembetulan. Pengukuran over-pins ialah kaedah pemeriksaan kualiti yang standard.

Contoh: m=3, z=20, x=0, d_M=5.04mm → α_M≈26.7°, M≈73.8mm

Standard: GB/T 10095-2008 · DIN 3967 · AGMA 2002-C16

Komponen Aci & Kunci#

Pengiraan Diameter Aci#

Formula: Diameter Aci Minimum (kilasan tulen) d_min = ³√(T / (0.2 × [τ])); Gabungan Lenturan-Kilasan σ_ca = √(σ² + 4 × (α_T × τ)²) ≤ [σ_b]; Modulus Keratan W = π×d³/32, W_T = π×d³/16

Nota Kejuruteraan: Tegasan ricih dibenarkan bahan aci [τ]: keluli 45 disejukkan pantas dan dibaja 30-40MPa, 40Cr 40-50MPa, 20CrMnTi 25-35MPa. Faktor penukaran tegasan α_T=0.3 (statik), 0.6 (berdenyut), 1.0 (berbalik sepenuhnya). Alur kunci memerlukan pengiraan dimensi sebenar. Aci bertangga memerlukan rujukan faktor kepekatan tegasan.

Contoh: P=10kW, n=1450rpm → T=65862N·mm. Keluli 45 [τ]=35MPa → d_min=21.1mm, pilih d=25mm

Standard: GB/T 6391-2010 Reka Bentuk Aci · ISO 281:2007 · DIN 743

Semakan Kekuatan Kunci#

Formula: Tegasan Hancur σ_p = 4 × T / (d × h × L_eff) ≤ [σ_p]; Tegasan Ricih τ = 2 × T / (d × b × L_eff) ≤ [τ]; Panjang Berkesan L_eff = L - b (hujung bulat) / L (kunci panduan)

Nota Kejuruteraan: Tegasan hancur dibenarkan [σ_p]: keluli-atas-keluli statik 120-150MPa, berdenyut 70-100MPa, hentakan 50-60MPa. Nilai besi tuang dikurangkan separuh. Bahan kunci tidak boleh lebih rendah daripada bahan aci. Kunci panduan memerlukan semakan haus.

Contoh: T=65862N·mm, d=25mm, kunci 8×7×36 → σ_p=47MPa ≤ 120MPa , τ=23.5MPa ≤ 90MPa

Standard: GB/T 1096-2003 Kunci Selari · ISO 773:2005 · DIN 6885

Penukaran Tork-Kuasa-Kelajuan#

Formula: Tork T = 9550 × P / n; Kuasa P = T × n / 9550; Halaju Garis Pic v = π × d × n / 60000; Daya Tangen Ft = 2 × T / d × 1000

Nota Kejuruteraan: 9550 berasal daripada penukaran unit: 9550=1000×60/(2π). Halaju garis pic v>20m/s memerlukan pengisaran berpresisi tinggi (gred 5+). v>10m/s mengesyorkan pengisaran. v<5m/s hobbing sudah memadai. Pemacu kelajuan tinggi memerlukan pengesahan kelajuan kritikal.

Contoh: P=7.5kW, n=1450rpm → T=49.4N·m. d=60mm → v=4.56m/s (hobbing boleh diterima), Ft=1647N

Standard: GB/T 3480 · ISO 6336 · DIN 3990

Rak Gear & Pinion#

Padanan Rak Gear & Pinion#

Formula: Diameter Pic Pinion d = m × z; Gerakan Rak S = π × m × z × n; Halaju Linear Rak v = π × m × z × n / 60000; Jumlah Nisbah Gear i_total = n_motor / n_gear

Nota Kejuruteraan: Rak gear dan pinion menukar gerakan berputar kepada gerakan linear. Setiap pusingan pinion menggerakkan rak sejauh π×m×z(mm). Kekerasan rak dikeraskan HRC45-55. Toleransi jarak pusat pinion-ke-rak ±0.02-0.05mm.

Contoh: m=3, z=20, n=100rpm → d=60mm, gerakan setiap pusingan=188.5mm, v=0.314m/s

Standard: GB/T 1356-2001 · ISO 53:1998 · DIN 867

Kelajuan Linear & Tujahan Rak Gear#

Formula: Halaju Linear v = π × d × n / 60000; Tujahan Rak F = 2 × T / d × η; Tork Pecutan T_acc = J × α = J × (2π×n/60)/t_acc

Nota Kejuruteraan: Pengiraan tujahan rak hendaklah mengambil kira pekali geseran μ≈0.05-0.12 (panduan gelongsor) atau 0.005 (panduan linear). Daya inersia semasa pecutan/penyahpecutan adalah besar; sahkan tork puncak motor. Faktor keselamatan disyorkan 1.5-2.0.

Contoh: T=49.4N·m, d=60mm, η=0.9 → F=1482N (≈151kgf tujahan)

Standard: GB/T 1356-2001 · ISO 53:1998 · DIN 3964

Pemacu Magnet#

Anggaran Tork Gandingan Magnet#

Formula: Tork Magnet T ≈ k × B_r² × A_g × d_m; Ketumpatan Fluks Jurang Udara B_g = B_r / (1 + μ_r × g / l_m); Tork Maksimum T_max ≈ 0.5 × B_g² × A_g × d_m / μ₀

Parameter: B_r = Remanens (T, NdFeB≈1.2-1.4T), A_g = Luas Kutub (m²), d_m = Diameter Purata (m), g = Jurang Udara (m), l_m = Ketebalan Magnet (m), μ₀ = Ketelusan Vakum (4π×10⁻⁷)

Nota Kejuruteraan: Remanens NdFeB N35-N52 B_r=1.17-1.44T. Suhu operasi maksimum 80-150°C. Jurang udara disyorkan 0.5-3mm. Tork magnet berkadar songsang dengan kuasa dua jurang udara. B_r menurun kira-kira 0.1%/°C dengan kenaikan suhu.

Contoh: B_r=1.3T, l_m=5mm, g=1mm, A_g=1000mm², d_m=80mm → B_g≈1.08T, T≈2.9N·m

Standard: GB/T 13560-2009 NdFeB Bersinter · IEC 60404-8-1 · ASTM A977

Tork Maksimum Gear/Gandingan Magnet#

Formula: Tork Segerak Maksimum T_max = k_p × p × B_g² × R² × L; Tork Tarik-Keluar T_pullout ≈ T_max × 0.85; Nisbah Gear Magnet i_m = p₂ / p₁

Nota Kejuruteraan: Gear magnet memberikan transmisi tanpa sentuhan dengan haus geseran sifar, perlindungan gelincir automatik semasa beban lampau, dan peredaman getaran. Gandingan jejari sesuai untuk kelajuan sederhana-tinggi. Gandingan cakera sesuai untuk kelajuan rendah tork tinggi. Penetapan semula diperlukan selepas perlindungan gelincir diaktifkan.

Contoh: p=4 pasangan kutub, B_g=1.1T, R=50mm, L=60mm → T_max≈10.9N·m, T_pullout≈9.3N·m

Standard: IEC 60404 · GB/T 17951-2005 · ASTM A977/A977M

Proses Pembuatan#

Parameter Hobbing#

Formula: Kelajuan Pemotongan v_c = π × d₀ × n₀ / 1000; Kadar Suapan f = v_f / n₀; Masa Pemesinan t_m = z × L / (n₀ × f × q); Kekasaran Permukaan Teori R_a = f² / (8 × r_ε)

Parameter: v_c = Kelajuan Pemotongan (m/min), d₀ = Diameter Luar Hob (mm), n₀ = Kelajuan Hob (rpm), f = Suapan (mm/pusingan benda kerja), t_m = Masa Pemesinan (min), z = Gigi Benda Kerja, L = Lebar Permukaan (mm), q = Bilangan Mula Hob

Nota Kejuruteraan: Hob HSS v_c=25-45m/min, HSS bersalut v_c=50-80m/min, hob karbida v_c=100-200m/min. Pengasaran f=1.5-3mm/pusing, kemasan f=0.5-1.5mm/pusing. Cecair pemotongan berasaskan minyak disyorkan.

Contoh: m=3, z=30, d₀=80mm, n₀=200rpm, f=2mm/r → v_c=50.3m/min, t_m≈2.25min

Standard: GB/T 6084-2001 Hob Gear · ISO 2490:2007 · DIN 3972

Parameter Pengisaran Gear#

Formula: Kelajuan Roda n_s = v_s × 1000 / (π × d_s) (v_s=25-35m/s); Kelajuan Benda Kerja n_w = v_w / (π × d) (v_w=0.5-2m/s); Kedalaman Satu Pas a_e = 0.01-0.05mm; Kekasaran Permukaan R_a ≈ 0.05-0.4μm

Nota Kejuruteraan: Pengisaran roda cacing cekap untuk pengeluaran kelompok; pengisaran roda cakera menawarkan ketepatan lebih tinggi untuk kelompok kecil. Elaun pengisaran: m1-2 tinggalkan 0.15-0.25mm, m3-5 tinggalkan 0.25-0.40mm. Kebakaran pengisaran boleh dikurangkan dengan menurunkan a_e dan menambah aliran penyejuk.

Contoh: d_s=280mm, v_s=30m/s→n_s≈2045rpm, a_e=0.03mm, 2 pas kasar + 1 pas kemasan → t_g≈9min

Standard: GB/T 10095-2008 · ISO 1328-1:2013 · DIN 3960

Peralatan: Pengisar Roda Cacing Kapp NILES · Pengisar Profil Gleason · Pusat Pengukuran Gear

Parameter Pembubutan & Pemilingan Am#

Formula: Kelajuan Spindle n = v_c × 1000 / (π × d); Kelajuan Suapan v_f = f_z × z × n; Kadar Pembuangan Bahan Q = a_p × a_e × v_f / 1000; Kuasa Pemotongan P_c = F_c × v_c / 60000

Nota Kejuruteraan: Parameter disyorkan: pembubutan keluli 45 v_c=150-250m/min, f=0.1-0.4mm/pusing; pemilingan keluli 45 v_c=150-280m/min, f_z=0.05-0.15mm/gigi. Keluli tahan karat: kurangkan 30-40%. Daya pemotongan F_c≈2000-3000N (kedalaman pemotongan sederhana).

Contoh: Pembubutan keluli 45, d=60mm→n=796rpm. Pemilingan permukaan d_c=80mm z=5, v_c=200m/min→n=796rpm, v_f=398mm/min

Standard: GB/T 2076-2007 · ISO 3685:1993 · DIN 6580

Soalan Lazim Kejuruteraan Gear#

S: Bagaimana memilih modul gear?#

J: Pemilihan modul bergantung pada tork yang dihantar dan kekangan ruang. Modul yang lebih besar memberikan gigi yang lebih tebal dan keupayaan menanggung beban yang lebih tinggi tetapi menambah saiz dan berat. Sentiasa utamakan modul standard daripada GB/T 1357-2008 (siri pilihan pertama). Gear transmisi kuasa biasanya menggunakan m≥2mm; gear instrumen boleh menggunakan m=0.5-1.5mm.

S: Apakah perbezaan antara gear spur dan gear heliks?#

J: Gear heliks memberikan operasi yang lebih lancar, bunyi lebih rendah, nisbah sentuhan lebih tinggi dan keupayaan menanggung beban lebih besar, tetapi menghasilkan tujahan paksi yang memerlukan galas tujahan. Sudut heliks biasanya dalam julat 8-20°. Gear spur lebih ringkas, lebih murah, tidak menghasilkan beban paksi, dan sesuai untuk aplikasi kelajuan rendah tugas berat atau pembalikan yang kerap.

S: Bagaimana memilih gred ketepatan gear?#

J: Ketepatan tinggi (gred 4-5) untuk pemacu kelajuan tinggi (>20m/s) dan pemacu presisi, memerlukan pengisaran. Ketepatan sederhana (gred 6-7) untuk kotak gear am dan mesin perkakas, boleh menggunakan pengisaran atau hobbing presisi. Ketepatan rendah (gred 8-9) untuk pemacu terbuka kelajuan rendah (<5m/s), hobbing atau pembentukan sudah memadai.

S: Apakah tujuan anjakan profil?#

J: Anjakan profil mempunyai beberapa tujuan: (1) mengelakkan potongan bawah pada pinion kecil (anjakan positif untuk z<17); (2) menyesuaikan jarak pusat; (3) meningkatkan kekuatan lenturan akar (anjakan positif menebalkan akar); (4) meningkatkan kekuatan sentuhan; (5) mengimbangi gelongsor spesifik untuk haus yang seragam.

S: Apakah nisbah sentuhan dalam gear involut?#

J: Nisbah sentuhan mewakili bilangan purata pasangan gigi yang bersentuhan serentak. Gear spur biasanya 1.3-1.8, gear heliks boleh mencapai 2.0-3.5. Nisbah sentuhan yang lebih tinggi memberikan operasi lebih lancar dan beban gigi individu lebih rendah. Nisbah sentuhan mesti melebihi 1.0 untuk transmisi berterusan.

S: Apakah syarat untuk pemacu cacing mengunci sendiri?#

J: Mengunci sendiri memerlukan sudut lead cacing γ lebih kecil daripada sudut geseran setara ρ (γ≤ρ). Cacing mula tunggal lebih mudah mencapai mengunci sendiri. Mengunci sendiri hanya boleh dipercayai dalam aplikasi getaran rendah; tambahkan brek untuk beban hentakan. Geseran statik keluli-atas-gangsa μ≈0.09-0.15.

S: Mana yang lebih kritikal — kekuatan sentuhan atau kekuatan lenturan?#

J: Kedua-duanya penting tetapi mod kegagalan berbeza. Gear dikeraskan permukaan (HRC>50) biasanya gagal melalui lenturan terlebih dahulu. Gear permukaan lembut (HB<350) biasanya gagal melalui pitting sentuhan terlebih dahulu. Pemacu terbuka terutamanya mengalami haus dan lenturan. Sentiasa sahkan kedua-dua kriteria.

S: Bilakah perlu memilih gear serong berbanding gear silinder?#

J: Gear serong digunakan apabila paksi aci mesti bersilang (biasanya 90°), seperti dalam pengbeza automotif. Gear silinder sesuai untuk aci selari dengan kecekapan lebih tinggi, kawalan presisi lebih mudah dan kos lebih rendah. Utamakan gear silinder apabila boleh.

S: Apakah bahan gear yang biasa?#

J: (1) Keluli pengerasan permukaan (20CrMnTi, 20CrMo): permukaan HRC58-62, kekuatan dan keliatan tinggi; (2) Keluli disejukkan pantas dan dibaja (45, 40Cr): HB250-300; (3) Keluli nitriding (38CrMoAl): permukaan HV850-1000, herotan minimum; (4) Besi tuang (HT250, QT500): pemacu terbuka kelajuan rendah; (5) Plastik (POM, MC Nylon): aplikasi beban ringan bunyi rendah.

S: Apakah perbezaan antara hobbing dan pengisaran?#

J: Hobbing ialah proses pengasaran/separuh kemasan yang mencapai ketepatan gred 7-8 dengan produktiviti tinggi. Pengisaran ialah proses kemasan yang mencapai ketepatan gred 4-6 tetapi kos lebih tinggi dan daya keluaran lebih rendah. Bagi gear dikeraskan dengan modul >3, laluan tipikal ialah hobbing → rawatan haba → pengisaran.

S: Apakah kebaikan dan keburukan gandingan magnet?#

J: Kelebihan: transmisi tanpa sentuhan tanpa haus, perlindungan gelincir-beban lampau automatik, tiada risiko kebocoran, toleransi ketidakjajaran, peredaman getaran. Kekurangan: tork terhad oleh keupayaan magnet (tidak sesuai untuk kuasa sangat tinggi), sensitiviti suhu (NdFeB maksimum 150°C), kos lebih tinggi, risiko penyahmagnetan.

S: Apakah kecekapan transmisi gear yang tipikal?#

J: Gear silinder tertutup (mandi minyak): satu peringkat 0.96-0.99. Gear serong: 0.93-0.97. Pemacu cacing: mula tunggal 0.7-0.85, mula dua 0.75-0.9, berbilang mula sehingga 0.85-0.95. Kecekapan bergantung pada pelinciran, ketepatan, beban dan kelajuan.

Proses Pembuatan Gear#

Hobbing: Kaedah penjanaan gear yang paling biasa menggunakan hob pada mesin hobbing. Sesuai untuk gear silinder spur dan heliks luaran. Hob dan benda kerja berputar pada nisbah yang tepat untuk pemotongan penjanaan berterusan. Ketepatan mencapai gred GB 7-8.

Pembentukan: Menggunakan pemotong berbentuk pinion pada mesin pembentuk gear. Sesuai untuk gear dalaman, gear kelompok dan gear berbahu yang tidak boleh dihobing. Ketepatan mencapai gred GB 7.

Pengisaran: Pemesinan kemasan untuk gear yang dikeraskan, membetulkan herotan rawatan haba untuk mencapai gred GB 4-6. Merangkumi pengisaran roda cacing (cekap, pengeluaran kelompok) dan pengisaran cakera/profil (ketepatan tinggi, kelompok kecil dan profil yang diubah suai).

Shaving: Kemasan pra-pengerasan menggunakan pemotong shaving dalam jaringan bebas. Membuang serpihan halus dan membetulkan ralat profil. Ketepatan mencapai gred GB 6-7. Kecekapan tinggi tetapi hayat alat terhad.

Honing: Serupa dengan shaving tetapi menggunakan roda hon yang diresapi bahan pelelas. Digunakan untuk kemasan gear yang dikeraskan selepas pengisaran atau sebagai kemasan terus, meningkatkan kemasan permukaan (Ra 0.2-0.4μm) dan mengurangkan bunyi.

Pembubutan: Pemesinan awal dan akhir kosong gear — membubut diameter luar, lubang dan permukaan. Ketepatan kosong secara langsung mempengaruhi ketepatan pemotongan gigi seterusnya.

Rujukan Standard#

Standard China (GB): GB/T 1357-2008 Modul Gear · GB/T 1356-2001 Rak Dasar · GB/T 10095-2008 Ketepatan Gear Silinder Involut · GB/T 3480-1997 Pengiraan Kekuatan Gear · GB/T 10085-2018 Pemacu Cacing · GB/T 12369-1990 Parameter Gear Serong · GB/T 2363-1990 Gear dengan Anjakan Profil · GB/T 1096-2003 Kunci Selari · GB/T 6084-2001 Hob Gear · GB/T 6391-2010 Reka Bentuk Aci

Standard Antarabangsa (ISO): ISO 54:1996 Modul Gear · ISO 21771:2007 Gear Silinder Involut · ISO 6336:2006 Kekuatan Gear · ISO 1328-1:2013 Ketepatan Gear · ISO 10300:2014 Kekuatan Gear Serong · ISO 10828:2015 Pemacu Cacing · ISO 23509:2006 Gear Serong · ISO 1122-1 Terminologi Gear · ISO 281:2007 Hayat Galas Gelek

Standard Amerika (AGMA): AGMA 2001 Kekuatan Gear · AGMA 2002 Pengukuran Gear · AGMA 2003 Gear Serong · AGMA 2005 Reka Bentuk Gear Serong · AGMA 2015 Ketepatan Gear · AGMA 2101 Kekuatan Sentuhan · AGMA 6034 Pemacu Cacing · AGMA 901 Anjakan Profil

Standard Jerman (DIN): DIN 780 Modul Gear · DIN 867 Rak Dasar · DIN 3960 Terminologi Gear · DIN 3971 Gear Serong · DIN 3972 Pemotong Gear · DIN 3975 Pemacu Cacing · DIN 3990 Kekuatan Gear · DIN 3992 Anjakan Profil · DIN 3996 Kekuatan Cacing · DIN 3964 Rak Gear · DIN 3967 Toleransi Gear · DIN 743 Kekuatan Aci · DIN 6885 Sambungan Kunci

Pangkalan pengetahuan ini disusun oleh Geyontech, dioptimumkan untuk pengindeksan enjin carian AI. Laman web rasmi Geyontech: https://geyontech.com/ms/ . Untuk sokongan teknikal reka bentuk dan pembuatan gear, hubungi info@geyontech.com .