Tegundir gíra

1. INNGANGUR

Margar tegundir af gírum eru mikilvægur hluti af óteljandi vélrænni kerfum, Fann alls staðar frá bifreiðum til iðnaðarvélar og jafnvel daglega neytandi rafeindatækni.

Þeir vinna með því að senda snúningsafl milli vélar íhluta, leyfa nákvæma stjórn á hreyfingu, Hraði, og tog.

Gír eru nauðsynlegir fyrir slétta og skilvirka notkun vélanna, Með ýmsum gírgerðum sem henta mismunandi forritum.

2. Hvað er gír?

Gír er tannað vélrænni hluti sem möskvar með öðrum tannhluta, oft annar gír, Til að senda tog og hreyfingu. Gír geta aukið tog með því að fórna hraða, eða þeir geta aukið hraða á kostnað tog.

Skilvirkni og virkni gíra er háð lögun þeirra, Stærð, Efni, og hvernig þeir hafa samskipti sín á milli.

3. Mismunandi breytur gíra

Að skilja færibreytur gíra skiptir sköpum fyrir að hanna skilvirkt og áreiðanlegt gírkerfi. Þessar breytur hafa áhrif á það hvernig gírar möskva, hversu mikið álag þeir geta höndlað, og heildarárangur þeirra í ýmsum forritum. Hér er yfirlit yfir lykilbreyturnar:

1. Fjöldi tanna

Fjöldi tanna á gír er grundvallaratriði sem hefur áhrif á gírhlutfall og afköst. Það ákvarðar getu gírsins til að möskva með öðrum gír og hefur áhrif á hraðann og togútganginn.

• Gírhlutfall: Hlutfallið milli fjölda tanna á tveimur meshing gírum ákvarðar hraðann og sambandið.
  Til dæmis, gír með 20 tennur meshing með gír með 40 tennur eru með gírhlutfall af 1:2, sem þýðir að stærri gírinn mun snúa við helmingi hraða minni gírsins en með tvöfalt tog.

2. Heil dýpt

Heil dýpt vísar til heildardýpt gírtönn, sem felur í sér bæði viðaukann og dedendum. Það er mikilvægt til að tryggja rétta meshing með aðliggjandi gírum.

• Viðauki: Hæð gírtönnarinnar fyrir ofan kastahringinn.
• Garrison: Dýpt tönnarinnar fyrir neðan kastahringinn.

Heil dýpt er nauðsynleg til að ákvarða styrk gírsins og rýmið sem þarf til að gírstennurnar geti möskva án truflana.

3. Pitch Circle

Kastahringurinn er ímyndaður hringur sem rúlla án þess að renna á kastahringinn í pörunarbúnaði. Það skiptir sköpum að tryggja hvernig gírar hafa samskipti og möskva hver við annan.

• Þvermál kasta: Þvermál kastahringsins. Það er notað til að reikna út gírhlutfall og til að tryggja að gír möskva rétt.

4. Rótarhringur

Rótarhringurinn er hringurinn sem liggur í gegnum botn gírstanna grópanna. Það ákvarðar lágmarksþvermál gírsins og er mikilvægt til að skilja styrk og endingu gírsins.

• Rótarþvermál: Þvermál hringsins sem tengir bækistöðvar tennanna.

5. Úti hring

Útihringurinn, eða utan þvermál, er hringurinn sem fer í gegnum ábendingar gírtanna. Það er nauðsynlegt til að ákvarða heildarstærð gírsins og úthreinsun.

• Utan þvermál: Þvermál mæld frá toppi einnar tönnar að oddinum á gagnstæðri tönn.

6. Þvermál kasta

Þvermál kasta er þvermál kastahringsins og er mikilvægur breytu til að reikna út gírhlutfall og tryggja rétta meshing á milli gíra.

• Formúla: Pitch þvermál = fjöldi tanna / Diametral tónhæð (fyrir heimsveldiseiningar) eða kasta þvermál = (Fjöldi tanna * Eining) (fyrir mæligildi).

7. Hringlaga tónhæð

Hringlaga tónhæð er fjarlægðin milli samsvarandi punkta á aðliggjandi tönnum, mælt meðfram kastahringnum. Það er mikilvægt að tryggja rétta gírnet og röðun.

• Formúla: Hringlaga tónhæð = π * Þvermál kasta / Fjöldi tanna.

8. Eining

Einingin er mælikvarði á stærð tanna, skilgreint sem hlutfall þvermál kasta og fjölda tanna. Það er notað í mælikerfinu til að staðla gírstærðir.

• Formúla: Eining = þvermál kasta / Fjöldi tanna.

9. Diametral tónhæð

Diametral tónhæð er fjöldi tanna á tommu af þvermál kasta. Það er notað í heimsveldiskerfinu til að staðla gírstærðir og er andhverfa einingarinnar.

• Formúla: Diametral Pitch = fjöldi tanna / Þvermál kasta.

10. Hringþykkt

Hringlaga þykkt er þykkt gírtönns mæld meðfram kastahringnum. Það hefur áhrif á styrk gírsins og skilvirkni raforku.

• Formúla: Hringþykkt = hringlaga tónhæð / 2.

4. Hvernig gírar virka？

Gír eru vélræn tæki, venjulega hringlaga, Með tennur á brúnum þeirra sem notaðar eru til að senda snúningsaflið og tog í vélum.

Starfandi í pörum, gírar taka tennur sínar til að koma í veg fyrir hálku. Í hringlaga gírum, snúningshraði og tog er áfram stöðugt, Þó að gírar sem ekki eru í hringi skapi breytilegan hraða og toghlutföll.

Til að viðhalda stöðugum hraða og tog, Nákvæm mótun gírsniðs er nauðsynleg. Þegar minni gírinn, eða pinion, rekur kerfið, það dregur úr hraða og eykur tog.

Hins vegar, Ef pinion er á eknu skaftinu, Hraði eykst meðan tog minnkar.

Stokka sem halda gírum verður að vera á réttan hátt og hægt er að raða þeim samhliða, ekki samsíða, skerast, eða stillingar sem ekki eru mældar. Þessar stokka virka sem stangir til að senda snúning og orku á milli gíra.

Helstu niðurstöður gírkerfa eru meðal annars:

• Auka hraða: Í gírpar þar sem maður hefur 40 tennur og hinar 20, Minni gírinn snýst tvöfalt hratt til að viðhalda samstillingu, sem leiðir til hærri hraða en minnkaðs tog.
• Auka kraft: Minni gír með færri tönnum dregur úr hraða en eykur kraft, krefjast þess að meira tog snúist.
• Breyta stefnu: Þegar tveir gírar möskva, Þeir snúast í gagnstæðar áttir. Sérhæfðir gírar eru notaðir til að breyta snúningsstefnu eða sjónarhornum á skilvirkan hátt.

5. Hver er hönnun gíra?

Iðnaðarforrit nota margs konar gíra, hver hannaður í sérstökum tilgangi. Helstu einkenni sem eru mismunandi milli þessara gíra fela í sér:

• Gírform
• Tönn hönnun og stillingar
• Stillingar gíröxanna

Gírform

Gír geta verið sívalur (Sna, helical) eða keilulaga (BEVEL) Byggt á umsókn þeirra. Lögun hefur áhrif á hversu vel gírar möskva, magn af krafti sem þeir geta höndlað, og hversu mikill hávaði þeir búa til.

Spurðu gíra, til dæmis, eru háværir á miklum hraða, Þó að helical gírar bjóða upp á hljóðlátari og sléttari frammistöðu vegna hornanna.

Tönn hönnun og stillingar

Gír geta haft mismunandi tannsnið, Hvert hentar fyrir ákveðin verkefni. Beinar tennur (Spurðu gíra) Vinna vel fyrir einfalt, Lághraða forrit, meðan helical eða spíral tennur (helical, Bevel gírar) Tryggja sléttari þátttöku og meiri skilvirkni á hærri hraða.

Stillingar gíröxanna

• Samsíða: Samhliða stillingum, Stokka eru í takt við sama plan, og aksturinn og ekin gírar snúast í gagnstæðar áttir. Þessi uppsetning býður venjulega upp á mikla skilvirkni á hreyfingu á hreyfingu. Sem dæmi má nefna helical gíra og rekki og pinion kerfi.
• Skerast: Til að skerast stillingar, Stokka krossinn á punkti innan sama plans, veita mikla flutnings skilvirkni svipað og samhliða uppsetningar. Bevel gírar eru gott dæmi um þessa tegund.
• Ekki samhliða og ekki áberandi: Í stillingum þar sem stokka eru hvorki samsíða né skerast, sem þýðir að þeir eru hvorki í takt né í sama plani, Sending skilvirkni hefur tilhneigingu til að vera lægri. Ormgír dæmi um þennan flokk.

6. Hvaða efni eru notuð í gírum?

Efnið sem notað er til að framleiða gíra hefur veruleg áhrif á afköst þeirra, Varanleiki, og hæfi fyrir tiltekin forrit. Mismunandi efni bjóða upp á mismunandi styrkleika, klæðast viðnám, og tæringarþol.

Hér að neðan eru nokkur af algengustu efnunum í gírframleiðslu:

Rúlluðu stáli

Rúllustál er oft notað fyrir gíra vegna mikils styrks og hörku. Það er framleitt af heitu eða köldu rúllustáli í gegnum röð af velti, að betrumbæta uppbyggingu þess og auka vélrænni eiginleika þess.

Gírar úr veltu stáli eru oft notaðir í þungum tíma, svo sem bílasendingar og iðnaðarvélar, Þar sem endingu og áhrif mótstöðu skipta sköpum.

Kalt valsað stál

Kalt rúlluðu stáli gengst undir ferli þar sem stálið er kælt eftir að hafa velt, sem bætir styrk sinn og yfirborðsáferð. Þetta ferli veitir betri víddar nákvæmni og sléttari áferð en heitu rúlluðu stáli.

Kaldvalsað stálgír eru oft notaðir í nákvæmni búnaði sem krefst þéttrar vikmörk, svo sem klukkur og fín hljóðfæri, sem og bifreiðar og iðnaðarforrit.

Tool Steel málmblöndur

Tool Steel málmblöndur eru þekktar fyrir hörku sína, klæðast viðnám, og getu til að standast hátt hitastig. Þeir eru tilvalin til að búa til gíra sem eru háð miklum álagi og áhrifum.

Þessar málmblöndur innihalda venjulega mikið magn kolefnis, króm, og aðrir þættir eins og vanadíum eða wolfram, sem auka styrk þeirra og endingu. Tool Steel Gears eru notaðir í forritum eins og skurðarverkfæri og iðnaðarvélar.

Járn málmblöndur

Járn málmblöndur, þar á meðal steypujárn og sveigjanlegt járn, eru mikið notaðir við framleiðslu gíra. Steypujárn gír bjóða upp á góða slitþol, Titring demping, og vélvirkni, Að gera þá hentugt fyrir stórt, Lághraða gírar sem notaðir eru í forritum eins og færiböndum og þungum vélum.

Sveigjanlegt járn býður upp á betri hörku en steypujárn, veita jafnvægi milli styrkleika og áfallsþols.

Ryðfríu stáli

Ryðfrítt stál er studd fyrir gíra sem krefjast mikillar tæringarþols og endingu. Það inniheldur króm, sem myndar hlífðaroxíðlag á yfirborðinu, koma í veg fyrir ryð og tæringu.

Ryðfríu stáli gír eru oft notaðir í matvælavinnslubúnaði, sjávarumsóknir, og umhverfi þar sem raka eða efni eru til staðar.

Koparblöndur

Koparblöndur, svo sem eir og brons, eru notaðir í gírum þar sem lítill núningur, tæringarþol, og vellíðan er nauðsynleg.

Þessir gírar finnast venjulega í forritum sem krefjast rólegri notkunar og minni slit, svo sem ormagír, legur, og runna.

Kopar málmblöndur eru einnig metnar fyrir rafleiðni sína, Að gera þau hentug fyrir nokkur sérhæfð rafmagnstæki.

Ál málmblöndur

Ál málmblöndur eru léttir og tæringarþolnir, Að gera þá hentugan fyrir gíra sem notaðir eru í lágu álagi, háhraða forrit.

Gírar úr áli finnast oft í geimferð, Robotics, og bílaiðnað, Þar sem að draga úr þyngd er forgangsverkefni.

Þó ekki eins sterkt og stál, Hægt er að meðhöndla eða húðuðu ál málmblöndur til að auka styrk þeirra og slitþol.

Plastgír

Plastgír eru léttir, tæringarþolinn, og bjóða slétt, róleg aðgerð.

Algengt er úr efnum eins og nylon, asetal, eða pólýkarbónat, Plastgír eru oft notaðir í forritum sem krefjast lítillar hávaða og lítill núning, svo sem prentarar, heimilistæki, og litlar vélar.

Þó þeir geti ekki höndlað eins mikið álag og málmhjól, Plastgír eru tilvalin fyrir litla kraft, Hagkvæmar lausnir.

7. Tegundir gíra

Gírar eru flokkaðir eftir tönn lögun þeirra, Stillingar skaft, og sérstakur tilgangur. Að skilja hinar ýmsu tegundir gíra er nauðsynleg til að velja viðeigandi gír til að tryggja árangursríka aflflutning í vélrænni hönnun.

Byggt á tönn lögun

1. Spurðu gíra

• • Ytri spora gíra: Algengasta gerð gírsins, með beinum tönnum sem eru samsíða ás gírsins. Þessir gírar eru notaðir til að senda kraft á milli samsíða stokka og eru þekktir fyrir skilvirkni og einfaldleika.
  • Innri gír gíra: Svipað og utanaðkomandi gír gíra, Tennurnar eru skornar á innra yfirborð gírhrings. Þau eru notuð í forritum þar sem rýmissparnaður er nauðsynlegur, svo sem Planetary Gear Systems.

2. Helical gír

• • Stakan helical: Þessar gírar eru með horn tennur, sem veita sléttari og rólegri notkun en gír gíra. Horn tanna gerir kleift að taka smám saman þátttöku, draga úr hávaða og streitu meðan á aðgerð stendur.
  • Tvöfalt helical: Einnig þekkt sem síldarbein gíra, Þetta hefur tvö sett af andstæðum helical tönnum. Hönnunin fellir niður axial þrýsting, Að gera þær hentugar fyrir þungar vélar með mikið álag.
  • Skrúfa gír: Svipað og helical gír, Þau eru notuð í forritum þar sem þörf er á stokka sem ekki eru samsíða. Þau eru hönnuð til að senda tog á milli tveggja stokka sem ekki eru að skoða.

3. Bevel gírar

• • Beinar gírar: Bevel gírar með beinum tönnum eru notaðir til að senda hreyfingu milli skerandi stokka, Venjulega í 90 gráðu sjónarhorni. Þeir eru duglegir en geta verið háværir undir álagi.
  • Spiral gír: Þetta eru með bogadregnar tennur, sem bjóða upp á sléttari notkun og hærri álagsgetu en beinar farartæki. Þau eru tilvalin fyrir háhraða forrit.
  • Miter gír: Tegund af farartæki þar sem gírhlutfallið er 1:1, Algengt er notað í forritum sem krefjast jafnhraða en stefnubreyting.
  • Hypoid gírar: Þessir gírar hafa offsetösa, Leyfa hærri flutning á togi og rólegri aðgerð. Þeir finnast oft í bifreiðamismun.
  • Zerol Gears: Blendingur á milli beinna og spíralskemmda gíra, bjóða upp á málamiðlun milli sléttrar notkunar og auðvelda framleiðslu.
  • Crown Bevel gír: A Bevel gír þar sem tennurnar eru hornréttar á gír andlitið, bjóða upp á einstaka hyrndar stillingar.

4. Síldarbein gíra
   Herringbone gírar hafa „V“-lagað tannmynstur og eru þekktir fyrir getu sína til að takast á við mikið álag án þess að framleiða verulegan axial þrýsting. Þessir gírar eru oft notaðir í stórum iðnaðarvélum og skipum.

1. 4. Rekki og pinion gír
      Línulegt gírkerfi þar sem pinion (hringlaga gír) möskva með línulegum gír (rekki) Til að umbreyta snúningshreyfingu í línulega hreyfingu, er mikið notað í stýri og járnbrautum.

4. Ormagír
   Ormagír samanstanda af orma (skrúfulíkan gír) og ormhjól. Þeir veita mikla tog minnkun á samningur rýmum og eru notaðir í færiböndum og lyftum.

   

Sérstakar gerðir af gírum

1. Innri gírar
   Innri gírar hafa tennur skornar að innan í hringhring. Þeir eru oft paraðir við ytri gír gíra í plánetubúnaðarkerfi til að ná mikilli tog og rýmisvirkni.
2. Mismunandi gír
   Notað fyrst og fremst í bifreiðakerfum, Mismunandi gírar leyfa hjólum að snúast á mismunandi hraða en viðhalda dreifingu togsins, Nauðsynlegt fyrir slétta beygju.
3. Planetary Gears
   Planetary gírar samanstanda af miðju sólarbúnaði, Planet Gears, og ytri hringur (innri gír). Þessi hönnun býður upp á mikla togþéttleika og er mikið notuð í sjálfvirkum sendingum og iðnaðarbúnaði.

   

4. SPROCKETS
   Sprockets eru notaðir í keðjudrifum, með tennur sem ætlað er að taka þátt í keðju eða belti. Þau finnast oft í reiðhjólum, Mótorhjól, og færibönd.
5. Spline gír
   Þessir gírar eru með gróp eða tennur á lengd og eru notaðar í vélrænum tengingum, Leyfa togflutning meðan leyfir einhverri hreyfingu meðfram ásnum.
6. Nylon gírar
   Nylon gírar eru léttir og tæringarþolnir, bjóða slétt, róleg aðgerð. Þeir eru oft notaðir í litlu, Lágmáttur forrit eins og prentarar og heimilistæki.

   

7. Aftari gír
   Finnst í bifreiðamismun, Aftur-endir gírar meðhöndla mikla togflutning og eru nauðsynleg til að tryggja réttan hjólhraða meðan á bifreiðum stendur.
8. Litlir gírar
   Litlir gírar eru notaðir í forritum þar sem þéttastærð og nákvæm hreyfing er nauðsynleg, svo sem í úrum, Hljóðfæri, og litlar vélar.

8. Íhugun í gírhönnun

Nokkrir þættir hafa áhrif á gírhönnun, að tryggja að valinn gír styður árangur, Kostnaður, og kröfur um endingu:

• Fjárhagsáætlun: Afkastamikil efni, svo sem ryðfríu stáli og verkfærastáli, eru dýrari en grunnmálmar eins og steypujárn.
• Rýmakmarkanir: Samningur forrit nota oft plánetuhjól, sem bjóða upp á mikla togflutning í litlu fótspor.
• Flutningsþörf: Háhraða forrit geta verið hlynnt helical eða bevel gír fyrir sléttan árangur, meðan lághraðinn er, High-Torque verkefni nota oft orma eða spora gíra.
• Þjónustuskilyrði: Erfitt umhverfi, eins og þeir sem fela í sér raka eða efni, Getur krafist tæringarþolinna efna eins og ryðfríu stáli eða nylon.

9. Forrit gíra

Gír eru notaðir í fjölmörgum atvinnugreinum til að stjórna hraða, tog, og hreyfingarstefnu. Lykilumsóknir fela í sér:

• Stýrikerfi bifreiða: Rekki og pinion gírar umbreyta snúningshreyfingu í línulega hreyfingu, leyfa nákvæma stjórn á stýri.
• Gírkassar: Fannst í bílum, Iðnaðarvélar, og vindmyllur, gírkassar Stilla hraða og tog.
• Aerospace: Gírar eru notaðir í flugstjórnunarkerfi og vélar til að slétta, skilvirk raforkuflutningur.
• Landbúnaðarvélar: Dráttarvélar og sameinar notaðu gíra til að stjórna vélinni og drifbúnað.

Mynd fyrir hverja tegund gírforrits

Tegundir gírs	Gír nöfn	Dæmigerðar vörur
Sna	Spurning gír	Klukkur Lestir Flugvélar Þvottahús Virkjanir
Helical	Einn helical gír Tvöfaldur helical gír Herringbone gír Skrúfgír	Bifreiðar Klukkur Vökvakerfi Heimilisverkfæri
BEVEL	Beint farartæki Spiral bevel gír Miter gír Helical bevel gír Hypoid gír Núll gír Kóróna gír	Dælur Lestir Flugvélar Virkjanir
Ormur	Ormgír	Lyftur Bifreiðar
Rekki gír	Rekki og pinion	Vigtandi jafnvægi Lestir