منشاء توسعه چرخ دنده

تاریخ

چرخ دنده های یونان باستان کشف شد

در غرب، در سال 300 قبل از میلاد، ارسطو، فیلسوف یونان باستان، مسئله انتقال حرکت چرخشی با چرخ دنده های برنزی یا چدنی را در «مسائل مکانیکی» توضیح داد. دانشمندان مشهور یونانی ارسطو و ارشمیدس هر دو چرخ دنده را مطالعه کرده اند. مخترع معروف یونانی، گوتیسیبیوس، پین هایی را به طور مساوی روی لبه میز کار صفحه دایره ای قرار داد تا آن را با چرخ پین مشبک کند، او این مکانیسم را در حکاکی اعمال کرد. این حدود 150 سال قبل از میلاد است. در 100 سال قبل از میلاد، هرون مخترع اسکندریه کیلومتر شمار را اختراع کرد که در آن از چرخ دنده استفاده می شد. در قرن اول بعد از میلاد، یک گیربکس چرخ دنده ای نیز در ماشین فرز چرخ آب ساخته شده توسط معمار رومی Pidobis استفاده شد. در قرن چهاردهم، چرخ دنده ها شروع به استفاده در ساعت کردند.

تجهیزات برنزی آهنی اواخر دوره کشورهای متخاصم

در سال‌های اولیه سلسله هان شرقی (قرن اول پس از میلاد)، دنده‌های شاه ماهی وجود داشت. ماشین قطب نما و ماشین درام جیلی که در دوره سه پادشاهی ظاهر شد، سیستم های انتقال دنده را پذیرفته اند. سنگ زنی مداوم با چرخش آب که توسط دو یو در سلسله جین اختراع شد، نیروی چرخ آب را از طریق چرخ دنده ها به آسیاب سنگی منتقل می کند. اولین سابقه سیستم انتقال دنده در کتاب‌های تاریخ، توصیف کره‌ی ارتشی متحمل آب است که در سال 725 توسط گروهی از سلسله تانگ و لیانگ لینگزان ساخته شد. ابزار حمل و نقل آب و Xiangtai (به ساعت های چینی باستان مراجعه کنید) ساخته شده در سلسله سانگ شمالی از یک سیستم دنده پیچیده استفاده می کردند. در سلسله مینگ، "وو بی ژی" مائو یوانی (نوشته شده در سال 1621) یک انتقال قفسه و پینیون را ضبط کرد. در خرابه های شهر باستانی Anwuji در استان هبی که در سال 1956 حفاری شده بود، یک چرخ دنده آهنی پیدا شد. قطر چرخ حدود 80 میلی متر است. اگرچه آسیب دیده است اما کیفیت آهن آن خوب است. پس از تحقیقات، تأیید شد که از پایان دوره کشورهای متخاصم (قرن 3 قبل از میلاد) تا محصولات در زمان سلسله هان غربی (206 قبل از میلاد تا 24 پس از میلاد) بوده است. در سال 1954، یک جغجغه برنزی در Tiejiaya، شهرستان Yongji، استان شانشی کشف شد. با اشاره به آثار کشف شده در همان گودال، می توان نتیجه گرفت که آنها یادگاری از سلسله کین (221 قبل از میلاد-206 قبل از میلاد) یا اوایل سلسله هان غربی هستند. چرخ دارای 40 دندانه و قطر حدود 25 میلی متر است. در مورد استفاده از چرخ دنده جغجغه ای، تا کنون هیچ گزارش مکتوبی یافت نشده است و حدس زده می شود که برای ترمزگیری برای جلوگیری از معکوس شدن محور استفاده شود. در سال 1953، یک جفت چرخ دنده برنزی در روستای هونگ کینگ، شهرستان چانگ آن، استان شانشی کشف شد. با توجه به تجزیه و تحلیل ساختار مقبره و اشیاء مقبره، می توان مشخص کرد که جفت چرخ دنده ها در اوایل سلسله هان شرقی منشا گرفته اند. هر دو چرخ 24 دندانه و حدود 15 میلی متر قطر دارند. هنگ یانگ و جاهای دیگر نیز همین ابزارهای شاه ماهی را پیدا کرده اند.

نمودار ساختار انتقال دنده در "Wu Bei Zhi"

در اوایل سال 1694، محقق فرانسوی PHILIPPE DE LA HIRE برای اولین بار پیشنهاد کرد که می تواند به عنوان منحنی دندان استفاده شود. در سال 1733، M.CAMUS فرانسوی پیشنهاد کرد که نرمال مشترک نقطه تماس دندانه های چرخ دنده باید از گره اتصال مرکز عبور کند. هنگامی که یک خط مرکزی فوری کمکی صرفاً در امتداد خط مرکزی آنی (دایره گام) چرخ بزرگ و چرخ کوچک می چرخد، دو پروفیل دندان که توسط شکل دندان کمکی تشکیل شده است به طور ثابت با خط مرکزی کمکی فوری روی چرخ بزرگ متصل می شود. منحنی های چرخ کوچک با یکدیگر مزدوج هستند، این قضیه کاموس است. وضعیت مش بندی دو سطح دندان را در نظر می گیرد. این به صراحت مفهوم مدرن مسیرهای نقطه تماس را ایجاد می کند. در سال 1765، L. EULER سوئیسی، مبنای ریاضی را برای مطالعه تحلیلی نیمرخ دندان در پیچ پیشنهاد کرد و رابطه بین شعاع انحنای منحنی پروفیل دندان و موقعیت مرکز انحنای یک جفت چرخ دنده را روشن کرد. بعداً SAVARY این روش را تکمیل کرد و به معادله EU-LET-SAVARY تبدیل شد. ROTEFT WULLS در به کارگیری پروفیل دندان پیچشی کمک می کند، که پیشنهاد کرد که چرخ دنده پیچشی دارای مزیت نسبت سرعت زاویه ای ثابت در هنگام تغییر فاصله مرکز است. در سال 1873، مهندس آلمانی HOPPE، پروفیل دندانه‌ای پیچ‌خورده چرخ‌دنده‌هایی با تعداد دندانه‌های مختلف را در هنگام تغییر زاویه فشار پیشنهاد کرد، بنابراین پایه‌های ایدئولوژیکی چرخ‌دنده‌های متغیر مدرن را گذاشت.

در پایان قرن نوزدهم، اصل روش برش چرخ دنده مولد و ماشین آلات و ابزار خاصی که از این اصل برای برش دندان استفاده می کردند یکی پس از دیگری ظاهر شدند. هنگام برش دندان ها، تا زمانی که ابزار برش کمی از موقعیت مش بندی معمولی حرکت کند، می توان چرخ دنده جابجایی مربوطه را با یک ابزار استاندارد بر روی دستگاه برش داد. در سال 1908، MAAG سوئیس روش جابجایی را مطالعه کرد و یک شکل دهنده چرخ دنده برای شکل دادن به چرخ دنده ساخت. بعدها، BSS بریتانیا، AGMA آمریکایی و DIN آلمانی متوالی روش‌های محاسباتی مختلفی را برای جابجایی دنده پیشنهاد کردند.

چرخ دنده هان برنز شاه ماهی اولیه

به منظور بهبود عمر چرخ دنده های انتقال نیرو و کاهش اندازه آنها، علاوه بر بهبود در مواد، عملیات حرارتی و ساختار، چرخ دنده هایی با دندانه های قوس دایره ای توسعه یافته است. در سال 1907، FRANK HUMPHRIS بریتانیایی برای اولین بار شکل دندان قوس را منتشر کرد. در سال 1926، ERUEST WILDHABER سوئیسی حق ثبت اختراع چرخ دنده مارپیچ را با پروفیل دندانه قوس دایره ای به دست آورد. در سال 1955، ML NOVIKOV اتحاد جماهیر شوروی تحقیقات عملی در مورد چرخ دنده های دندانه دار قوس دار را تکمیل کرد و نشان لنین را دریافت کرد. در سال 1970، مهندس شرکت انگلیسی ROLH-ROYCE، RM STUDER، حق ثبت اختراع ایالات متحده را برای چرخ دنده های قوس دوگانه به دست آورد. این نوع دنده بیشتر مورد توجه مردم قرار گرفته و نقش بسزایی در تولید داشته است.

چرخ دنده ها قطعات مکانیکی دندانه دار هستند که می توانند با یکدیگر مشبک شوند. آنها به طور گسترده ای در انتقال مکانیکی و کل زمینه مکانیکی استفاده می شوند. فناوری دنده مدرن رسیده است: ماژول چرخ دنده 0.004 تا 100 میلی متر است. قطر چرخ دنده از 1 میلی متر تا 150 متر است. قدرت انتقال می تواند به 100،{6}} کیلووات برسد. سرعت می تواند به صدها هزار دور در دقیقه برسد. دومین.

با توسعه تولید، به پایداری عملکرد چرخ دنده توجه شده است. در سال 1674، رومر، ستاره شناس دانمارکی، برای اولین بار پیشنهاد استفاده از اپی سیکلوئید را به عنوان منحنی نمای دندان برای به دست آوردن یک چرخ دنده صاف ارائه داد.

در طول انقلاب صنعتی در قرن 18، فناوری چرخ دنده به سرعت توسعه یافت و تحقیقات زیادی در مورد چرخ دنده ها انجام شد. در سال 1733، کامی، ریاضیدان فرانسوی، قانون اساسی مش بندی پروفیل دندان را منتشر کرد. در سال 1765، ریاضیدان سوئیسی، اویلر، استفاده از انولووت ها را به عنوان منحنی نمای دندان پیشنهاد کرد.

ماشین های شکل دهی و شکل دهی که در قرن نوزدهم ظاهر شد، مشکل تولید انبوه چرخ دنده های با دقت بالا را حل کرد. در سال 1900، پروفورت یک دستگاه دیفرانسیل برای دستگاه هابینگ نصب کرد که می توانست چرخ دنده های مارپیچ را روی دستگاه هابینگ پردازش کند. از آن زمان، چرخ دنده هابینگ دستگاه هوبینگ محبوب شده است. .

در سال 1899، لشر برای اولین بار طرح تعویض دنده را اجرا کرد. چرخ دنده جابجایی نه تنها می تواند از زیر بریدگی دندانه های چرخ دنده جلوگیری کند، بلکه با فاصله مرکزی نیز مطابقت دارد و ظرفیت باربری چرخ دنده را بهبود می بخشد. در سال 1923، وایلدر هابر از ایالات متحده برای اولین بار چرخ دنده هایی با پروفیل های دندانه ای قوسی را پیشنهاد کرد. در سال 1955، سونوویکوف تحقیقات عمیقی را در مورد چرخ دنده های قوسی انجام داد و سپس از چرخ دنده های قوسی در تولید استفاده شد. این چرخ دنده ظرفیت حمل بار و کارایی بالایی دارد، اما ساخت آن به آسانی چرخ دنده های پیچ خورده نیست و نیاز به بهبود بیشتری دارد.