Geschichte
Ausgegrabenes altgriechisches Getriebegerät
In the West, in 300 BC, the ancient Greek philosopher Aristotle described the problem of using bronze or cast iron gears to transmit rotational motion in "Mechanical Problems". The famous Greek scholars Aristotle and Archimedes have studied gears. The famous Greek inventor Gutisibios evenly inserted pins on the edge of the circular table to make it mesh with the pin wheel. He applied this mechanism to engraving. This is about 150 BC. In 100 BC, Herron, the Alexandrian inventor, invented the odometer and used gears in the odometer. In the 1st century AD, a gear transmission was also used in the waterwheel mill made by the Roman architect Pidobis. By the 14th century, gears began to be used in clocks.
Zahnräder aus Eisenbronze am Ende der Zeit der Streitenden Reiche
In the early years of the Eastern Han Dynasty (1st century AD), there were herringbone gears. The guide car and the Jili drum car that appeared in the Three Kingdoms period have adopted a gear transmission system. The water-rotating continuous mill invented by Du Yu in the Jin Dynasty transmits the power of the water wheel to the stone mill through gears. The earliest record of the gear transmission system in the history books is the description of the armillary sphere made by Xing Yi and Liang Lingzhan in the Tang Dynasty in 725. The water transport instrument elephant table (see ancient Chinese timepieces) made in the Northern Song Dynasty used a complicated gear system. In the Ming Dynasty Mao Yuanyi's "Wu Bei Zhi" (written in 1621) recorded a rack and pinion transmission. An iron ratchet gear was discovered in the ruins of the ancient city of Anwuji, Hebei, excavated in 1956. The diameter of the wheel is about 80 mm. Although it is incomplete, the iron quality is better. After research, it is confirmed that it is the end of the Warring States period (3rd century BC). Products from the Western Han Dynasty (206 BC to 24 AD). Bronze spine gears were unearthed in Changjiaya, Yongji County, Shanxi Province in 1954. With reference to the artifacts unearthed in Tongkeng, it can be concluded that they are the relics of the Qin Dynasty (221-206 BC) or the early Western Han Dynasty. The wheel has 40 teeth and the diameter is about 25 mm. Regarding the purpose of the ratchet gear, no written records have been found so far, and it is speculated that it may be used for braking to prevent the axle from turning backwards. A pair of bronze herringbone gears were unearthed in Hongqing Village, Chang'an County, Shaanxi Province in 1953. Based on the analysis of the tomb structure and the tomb objects, it can be determined that the pair of gears came from the early Eastern Han Dynasty. Both wheels have 24 teeth and a diameter of about 15 mm. The same herringbone gear was also found in Hengyang and other places. 1
Gear transmission structure diagram in "Wu Bei Zhi"
Bereits 1694 schlug der französische Gelehrte PHILIPPE DE LA HIRE erstmals vor, die Evolvente als Zahnprofilkurve zu verwenden. 1733 schlug der Franzose M.CAMUS vor, dass die gemeinsame Normale des Kontaktpunkts des Zahnradzahns durch den Knoten auf der Mittellinie verlaufen muss. Wenn eine Hilfsmoment-Mittellinie entlang der Momentmittellinie (Wälzkreis) des großen Rads und des kleinen Rads rein rollt, bildet das fest mit der Hilfsmoment-Mittellinie verbundene Hilfszahnprofil zwei Zahnprofile an dem großen Rad und dem kleinen Rad. Die Kurven sind zueinander konjugiert, was das CAMUS-Theorem ist. Es berücksichtigt den Eingriffszustand der beiden Zahnoberflächen; es legt das moderne Konzept der Flugbahn des Kontaktpunkts klar fest. 1765 legt der Schweizer L. EULER die mathematische Grundlage für die analytische Untersuchung des Evolventenzahnprofils vor und verdeutlicht die Beziehung zwischen dem Krümmungsradius der Zahnprofilkurve und dem Krümmungsmittelpunkt eines ineinandergreifenden Zahnradpaares. Später vervollständigte SAVARY diese Methode weiter und wurde zur EU-LET-SAVARY-Gleichung. Der Beitrag zur Anwendung des Evolventenzahnprofils ist ROTEFT WULLS. Er schlug vor, dass das Evolventengetriebe bei einer Änderung des Achsabstands den Vorteil eines konstanten Winkelgeschwindigkeitsverhältnisses hat. 1873 schlug der deutsche Ingenieur HOPPE das Evolventenzahnprofil von Zahnrädern mit unterschiedlicher Zähnezahl bei Änderung des Eingriffswinkels vor und legte damit den Grundstein für das Denken moderner Schaltgetriebe.
Ende des 19. Jahrhunderts haben das Prinzip des generativen Verzahnungsverfahrens und das Aufkommen spezieller Werkzeugmaschinen und Werkzeuge, die dieses Prinzip zum Schneiden von Zahnrädern verwendeten, die Verzahnungsbearbeitung vollständiger gemacht, und das Evolventenzahnprofil hat große Vorteile gezeigt. Solange das Verzahnungswerkzeug beim Verzahnen geringfügig aus der normalen Eingriffsposition bewegt wird, kann der entsprechend geschaltete Gang auf der Werkzeugmaschine mit einem Standardwerkzeug ausgeschnitten werden. 1908 erforschte die Schweizer MAAG das Verdrängungsverfahren und stellte die Wälzstoßmaschine her. Später schlugen die britische BSS, die amerikanische AGMA und das deutsche DIN sukzessive verschiedene Berechnungsmethoden für den Versatz vor.
Fischgrätengetriebe aus Bronze in der frühen Han-Dynastie
In order to increase the service life of the power transmission gear and reduce its size, in addition to improvements in materials, heat treatment and structure, the arc-toothed gear has been developed. In 1907, the British FRANK HUMPHRIS first published the arc tooth profile. In 1926, ERUEST WILDHABER obtained the patent right for the arc tooth profile helical gear. In 1955, the Soviet Union's M. L. NOVIKOV completed the practical research on arc toothed gears and won the Lenin Medal. In 1970, the engineer of ROLH-ROYCE company R． M. STUDER has obtained a US patent for double circular arc gears. This kind of gear has been paid more and more attention to by people, and it has played a significant role in production.
Zahnräder sind verzahnte mechanische Teile, die miteinander kämmen können. Sie sind in der mechanischen Übertragung und im gesamten mechanischen Bereich weit verbreitet. Moderne Zahnradtechnologie hat erreicht: Zahnradmodul 0.004 bis 100 mm; Zahnraddurchmesser von 1 mm bis 150 Meter; Sendeleistung kann bis zu 100,000 Kilowatt erreichen; die Drehzahl kann Hunderttausende von Umdrehungen pro Minute erreichen; Die höchste Umfangsgeschwindigkeit kann 300 Meter/Sekunde erreichen.
Mit der Entwicklung der Produktion wurde die Laufruhe des Getriebes geschätzt. 1674 schlug der dänische Astronom Romer erstmals vor, eine Epizykloide als Zahnprofilkurve zu verwenden, um ein leichtgängiges Zahnrad zu erhalten.
Während der industriellen Revolution im 18. Jahrhundert entwickelte sich die Getriebetechnik rasant und es wurde viel über Getriebe geforscht. 1733 veröffentlichte der französische Mathematiker Kami das Grundgesetz des Zahnprofileingriffs; 1765 schlug der Schweizer Mathematiker Euler die Verwendung der Evolvente als Zahnprofilkurve vor.
Wälzfräsmaschinen und Wälzstoßmaschinen erschienen im 19. Jahrhundert, um das Problem der Massenproduktion von hoch-präzisen Zahnrädern zu lösen. 1900 installierte Profort eine Differentialvorrichtung für die Wälzfräsmaschine, die Schrägverzahnungen auf der Wälzfräsmaschine bearbeiten kann. Seitdem hat sich die Wälzfräsmaschine durchgesetzt und das generative Verfahren hat einen überwältigenden Vorteil bei der Bearbeitung von Zahnrädern. Evolventenzahnräder haben sich zum am weitesten verbreiteten Zahnrad entwickelt. .
1899 führte Rasche erstmals das Schaltschema ein. Das geschaltete Zahnrad kann nicht nur ein Unterschneiden der Zahnradzähne vermeiden, sondern auch den Achsabstand anpassen und die Belastbarkeit-des Zahnrads verbessern. 1923 schlug der Amerikaner Wild Haber erstmals ein Zahnrad mit kreisbogenförmigem Zahnprofil vor. 1955 führte Sunovykov eine eingehende Studie über das Kreisbogengetriebe durch, und das Kreisbogengetriebe wurde dann in der Produktion verwendet. Diese Art von Zahnrad hat eine hohe Tragfähigkeit- und Effizienz, ist aber nicht so einfach herzustellen wie Evolventenzahnräder und muss weiter verbessert werden.
