כיצד פועלים גדלי גלגלי שיניים

I. פונקציות בסיסיות של גלגלי שיניים בהילוכים
גלגלי שיניים הם חלקי עבודה חשובים מאוד בציוד תמסורת טבעת ונמצאים בשימוש נרחב בהנדסה, כרייה, מכונות ותחומים אחרים. הם בעיקר מבני גלגלי שיניים, ועיבוד חלקי הגלגלים הושלם על ידי מכונת כרסום כללית. במערכת ההולכה, גלגל השיניים והשרשרת משתפים פעולה כדי להעביר כוח ממרכיב אחד למשנהו. לגודל גלגל השיניים יש השפעה חיונית על הדיוק, היציבות והיעילות של תהליך ההולכה כולו.

II. פרמטרים בסיסיים של גלגלי שיניים
1. מספר שיניים (z)
- מספר השיניים הוא פרמטר מרכזי של גלגל השיניים. מספר שונה של שיניים מתאים לתנאי עבודה שונים. לדוגמה, גלגלי שיניים בעלי 19 שיניים או יותר משמשים בדרך כלל לגלגלי שיניים פעילים הפועלים במהירויות בינוניות וגבוהות ובתנאי עבודה רגילים; 17 שיניים משמשות רק עבור גלגלי שיניים פעילים בגובה קטן; 23 שיניים או יותר מומלצות למצבי פגיעה. כאשר יחס המהירות נמוך, השימוש בגלגלי שיניים גבוהים יכול להפחית מאוד את סיבוב חוליות השרשרת, את עומס המתיחה של השרשרת ואת העומס על המסבים.
- למספר השיניים תפקיד חשוב גם בחישוב מימדים אחרים של גלגל השיניים, כגון קוטר עיגול השן וקוטר עיגול חוד השן.
2. גובה גובה (p)
- המגרש הוא פרמטר בסיסי של השרשרת ואחד הפרמטרים החשובים של גלגל השיניים. הגובה הוא ערך סטנדרטי, וערכי הגובה הנפוצים הם 8, 9.525, 12.7, 15.875, 19.05, 25.4, 31.75, 38.1, 44.45, 50.8 וכו'.
- חישוב קוטר עיגול המגרש וממדים אחרים של גלגל השיניים קשור קשר הדוק למגרש. לדוגמה, קוטר מעגל הגובה ד=p/sin(180 מעלות /z).
3. הקוטר החיצוני המרבי (d1) וגובה השורות (pt) של השרוול
- פרמטרים אלו הם גם פרמטרים בסיסיים של גלגל השיניים, ובעלי משמעות רבה בעיצוב גלגל השיניים ובהתאמה לשרשרת. הם תואמים לממדים אחרים של גלגל השיניים ולמפרט השרשרת כדי להבטיח את הפעולה הרגילה של מערכת ההולכה כולה.

3. חישוב המידות העיקריות של גלגל השיניים
1. קוטר עיגול מגרש (ד)
- נוסחת החישוב היא d=p/sin(180 מעלות /z). קוטר זה הוא מימד תיאורטי חשוב על גלגל השיניים. בתכנון וניתוח גלגל השיניים, זהו אחד הגורמים המרכזיים לקביעת מערכת היחסים בין גלגל השיניים לשרשרת.
- לדוגמא, כאשר ידועים ה-p ומספר השיניים z, ניתן לחשב במדויק את קוטר מעגל ה-pitch. שילובי מרחק ומספר שיניים שונים יגרמו לקוטרי עיגול נפילה שונים, מה שמשפיע ישירות על דיוק ההתאמה של גלגל השיניים והשרשרת.
2. עיגול קצה השיניים (קוטר חיצוני) (D)
- נוסחת החישוב של קוטר עיגול קצה השן היא D=p×(0.54+cot180 degree /z). קוטר עיגול קצה השן קובע את גודל המתאר החיצוני ביותר של גלגל השיניים.
- ביישומים מעשיים, למימד זה יש השפעה חשובה על יחסי הפריסה המרחבית בין גלגל השיניים לרכיבים אחרים. לדוגמה, בעת התקנת גלגל השיניים, יש צורך לשקול אם קוטר עיגול קצה השן שלו יפריע לרכיבים שמסביב.

4. קשר בין גודל גלגל השיניים לביצועי ההילוכים
1. השפעה על המהירות
- מספר השיניים והגובה של גלגל השיניים ישפיעו על מהירות התנועה של השרשרת. באותה מהירות כניסה, לגלגל השיניים בעל מספר שיניים גבוה יותר יש מהירות תנועה יציבה יותר יחסית עקב הפחתת סיבוב חוליות השרשרת, מה שעוזר להשיג בקרת מהירות מדויקת יותר.
- צלילים שונים ישפיעו גם על המהירות הליניארית של השרשרת. כאשר מונעת על ידי גלגל השיניים, השרשרת בעלת גובה הצליל גדול יותר עוברת מרחק רב יותר בכל סיבוב של חוליית שרשרת אחת, ויש לה מהירות ליניארית גבוהה יותר באותה מהירות.
2. השפעה על עומס
- כפי שהוזכר קודם לכן, כאשר יחס המהירות נמוך, גלגל שיניים גבוה יכול להפחית את סיבוב חוליות השרשרת, את עומס המתיחה של השרשרת ואת העומס על המסבים. גודל גלגל השיניים המתאים יכול להפוך את הכוח בין השרשרת לגלגל השיניים לאחיד יותר במהלך תהליך העברת הכוח, ולהפחית את המצב של ריכוז מתח מקומי.
- אם גודל גלגל השיניים לא נבחר כראוי, למשל, המרחק גדול מדי ומספר השיניים קטן מדי, השרשרת עלולה להיות נתונה למתח יתר במהלך תהליך ההתערבות, מה שעלול לגרום בקלות למתיחה של השרשרת. מעוות או אפילו שבור, וגם יגדיל את העומס על המסבים ויקצר את חיי השירות של מערכת ההולכה כולה.

V. טבלת פרמטרים בגודל סטנדרטי של גלגל שיניים
הפרמטרים הבסיסיים של גלגל השיניים הם הגובה p של השרשרת המלווה, הקוטר החיצוני המרבי d1 של השרוול, מרווח השורות pt ומספר השיניים z. הוצגו הממדים העיקריים ונוסחאות החישוב של גלגל השיניים, כמו גם פרמטרים כגון הקוטר המרבי המותר של חור רכזת גלגל השיניים. פרמטרים אלה עומדים בסטנדרטים מסוימים, כגון GB/T10855-2016 Toothed Chain ו-Sprocket Standard. טבלת פרמטרי גודל תקן גלגל שיניים בתקן זה מספקת בסיס חשוב לתכנון, ייצור ובחירת גלגלי שיניים.