Asas Reka Bentuk Gear: Memilih Jenis dan Modul

1. Prinsip Pemilihan Modul

Modul m = d/z (diameter pic / bilangan gigi) — parameter gear yang paling asas:

• Kekuatan lenturan menentukan: Modul lebih besar = akar gigi lebih tebal = kekuatan lenturan lebih tinggi
• Prinsip modul minimum: Pilih modul terkecil yang memenuhi keperluan kekuatan — kos lebih rendah, kurang getaran
• Siri modul standard (GB/T 1357): 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.25, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 8, 10…
• Gigi koprima pilihan: Elakkan haus berkala; pinion biasanya 17-25 gigi (≥17 untuk mengelakkan potongan bawah)

2. Sudut Tekanan dan Anjakan Profil

Sudut Tekanan

• Standard 20°: Paling biasa, kekuatan akar dan nisbah gelongsor seimbang
• 14.5°: Standard lama, penglibatan lebih licin tetapi akar lebih lemah
• 25°: Gear tugas berat, kekuatan akar lebih tinggi tetapi nisbah gelongsor meningkat

Anjakan Profil

• Anjakan positif (x>0): Menambah ketebalan gigi, meningkatkan kekuatan lenturan, mengelakkan potongan bawah
• Anjakan negatif (x<0): Mengurangkan ketebalan gigi, melaraskan jarak pusat
• Anjakan sama: x1+x2=0, jarak pusat tidak berubah
• Anjakan sudut: x1+x2≠0, jarak pusat berubah

3. Klasifikasi & Pemilihan Gear

• Jenis Gear Spur: Struktur mudah, tiada tujahan paksi, ekonomi
  • Aplikasi Tipikal: Pemacu kelajuan rendah, kotak gear mesin alat
• Jenis Gear Helical: Penglibatan licin, kapasiti beban tinggi, terdapat tujahan paksi
  • Aplikasi Tipikal: Tugas berat kelajuan tinggi, transmisi auto
• Jenis Gear Bevel: Transmisi kuasa antara aci bersilang, pemesinan kompleks
  • Aplikasi Tipikal: Pembeza, mekanisme stereng
• Jenis Gear Worm: Nisbah pengurangan tinggi, mengunci sendiri, kecekapan rendah
  • Aplikasi Tipikal: Mekanisme mengangkat, peranti pengindeksan
• Jenis Gear Planetary: Padat, ketumpatan kuasa tinggi, struktur kompleks
  • Aplikasi Tipikal: Kotak gear turbin angin, sendi robot

4. Pandangan Praktikal

Pandangan 1: Pinion sentiasa pautan lemah

Dalam mana-mana pasangan gear, pinion mempunyai gigi lebih sedikit, kitaran tegasan lenturan lebih banyak, dan risiko kegagalan lebih tinggi.

Syor:

• Pinion harus mempunyai kekerasan sedikit lebih tinggi (30-50 HB di atas gear)
• Gunakan anjakan positif pada pinion, anjakan sifar atau negatif pada gear
• Pinion: 20CrMnTi berkarbur; Gear: 40Cr disepuh & dibaja

Pandangan 2: Perangkap pemilihan modul

Pelanggan sering menuntut “modul lebih besar = lebih kuat,” tetapi modul terlalu besar membawa:

• Ketinggian gigi meningkat → nisbah gelongsor lebih tinggi → haus lebih cepat
• Nisbah sentuhan berkurang → penglibatan kurang licin
• Kos bahan lebih tinggi

Strategi betul: Di bawah kekuatan lenturan yang boleh diterima, utamakan modul lebih kecil + lebar muka yang lebih luas secara sesuai.

Pandangan 3: Gear Dalam vs Luar

Penglibatan gear dalam (biasa digunakan dalam pembawa planet) mempunyai jejari kelengkungan lebih besar dan tegasan sentuhan lebih rendah, tetapi lebih sukar untuk dipmesin (pembentukan/pengasahan), dan bilangan gigi terhad oleh gangguan (z_dalam - z_luar ≥ 8-10).

“Apabila mereka bentuk gear, jangan hanya lihat kekuatan bahagian individu — pertimbangkan keseimbangan hayat berpasangan. Gear yang tidak pernah gagal berpasangan dengan pinion yang gagal dalam tiga bulan menjadikan keseluruhan sistem transmisi tidak memenuhi syarat.”

5. Rujukan Pantas — Syor Bahan & Modul (Gred 7, beban sederhana)

PinyiGear — Pembuatan Gear Ketepatan & Sistem Transmisi