Pemilihan Modul Gear: Klasifikasi & Sudut Tekanan
Modul m = d/z, parameter gear paling asas. Merangkumi klasifikasi gear dan pemilihan untuk gear spur, heliks, bevel, cacing dan planet.
Nota Sesi — Asas Reka Bentuk Gear: Jenis & Pemilihan Modul
Tarikh: 2026-07-04 | Topik: Asas Reka Bentuk Gear | Sesi: 1/?
Pemilihan Modul: Parameter Teras
Modul ditakrifkan sebagai m = d/z — diameter pic dibahagikan dengan bilangan gigi. Ia adalah parameter gear yang paling asas, dan memilihnya dengan betul menentukan kos, bunyi dan ketahanan.
| Spesifikasi | Butiran |
|---|---|
| Kekuatan lentur berskala dengan modul | modul yang lebih besar menghasilkan akar gigi yang lebih tebal, yang meningkatkan kekuatan lentur. |
| Prinsip modul minimum terpakai | pilih modul terkecil yang masih memenuhi keperluan kekuatan, kerana ini mengurangkan kos dan mengurangkan getaran. |
| Siri modul standard mengikut GB/T 1357 | 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.25, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 8, 10… |
- Bilangan gigi koprima pilihan membantu mengelakkan haus berkala; pinion biasanya membawa 17-25 gigi (≥17 untuk mengelakkan potongan bawah).
Sudut Tekanan dan Anjakan Profil
Pilihan Sudut Tekanan
Tiga sudut tekanan merangkumi kebanyakan kerja reka bentuk:
- 20° — pilihan standard, mengimbangi kekuatan akar dengan nisbah gelongsor.
- 14.5° — standard lama; penglibatan lebih licin tetapi akar lebih lemah.
- 25° — digunakan untuk gear tugas berat; kekuatan akar meningkat tetapi nisbah gelongsor juga meningkat.
Varian Anjakan Profil
- Anjakan positif (x>0): ketebalan gigi bertambah, kekuatan lentur bertambah baik, potongan bawah dielakkan.
- Anjakan negatif (x<0): ketebalan gigi mengecil, membolehkan pelarasan jarak pusat.
- Anjakan sama: x1 + x2 = 0, jadi jarak pusat kekal tidak berubah.
- Anjakan sudut: x1 + x2 ≠ 0, jadi jarak pusat berubah.
Klasifikasi Gear & Pemilihan Aplikasi
- Jenis Gear spur: Struktur mudah, tiada tujahan paksi, ekonomi untuk dihasilkan
- Aplikasi Tipikal: Pemacu kelajuan rendah, kotak gear mesin alat
- Jenis Gear heliks: Penglibatan licin, kapasiti beban tinggi, terdapat tujahan paksi
- Aplikasi Tipikal: Tugas berat kelajuan tinggi, transmisi automotif
- Jenis Gear bevel: Transmisi kuasa antara aci bersilang, pemesinan kompleks
- Aplikasi Tipikal: Differensial, mekanisme stereng
- Jenis Gear cacing: Nisbah pengurangan tinggi, keupayaan mengunci sendiri, kecekapan rendah
- Aplikasi Tipikal: Mekanisme mengangkat, peranti pengindeksan
- Jenis Gear planet: Padat, ketumpatan kuasa tinggi, struktur kompleks
- Aplikasi Tipikal: Kotak gear turbin angin, sendi robot
Pandangan Praktikal
Pandangan 1: Pinion Sentiasa Pautan Lemah
Dalam mana-mana pasangan gear, pinion membawa lebih sedikit gigi, mengumpul lebih banyak kitaran tegasan lentur, dan oleh itu menghadapi risiko kegagalan yang lebih tinggi. Cadangan praktikal:
- Beri pinion kekerasan sedikit lebih tinggi — 30-50 HB melebihi gear.
- Gunakan pampasan anjakan profil positif pada pinion; gear mengambil anjakan negatif atau sifar.
- Pasangan bahan: pinion boleh menggunakan 20CrMnTi berkarbur, manakala gear menggunakan 40Cr Q&T.
Pandangan 2: Perangkap Pemilihan Modul
Pelanggan sering menegaskan bahawa “modul lebih besar = lebih kuat,” namun modul yang terlalu besar memperkenalkan beberapa penalti:
- Ketinggian gigi meningkat → nisbah gelongsor lebih tinggi → haus lebih cepat
- Nisbah sentuhan berkurang → kelancaran transmisi menurun
- Kos kosong lebih tinggi
Strategi Betul: Di bawah premis kekuatan lentur yang mencukupi, utamakan modul lebih kecil + lebar muka yang lebih lebar secara sesuai.
Pandangan 3: Gear Dalaman vs Luaran
Penglibatan gear dalaman (biasa digunakan dalam pembawa planet) mempunyai jejari kelengkungan yang lebih besar dan tegasan sentuhan yang lebih rendah, tetapi lebih sukar untuk diproses (pembentukan/pengasahan), dan bilangan gigi terhad oleh gangguan (z_dalaman - z_luaran ≥ 8-10).
Jadual Rujukan Pantas
Skim Pasangan Bahan Biasa (Gred 7, beban & kelajuan sederhana):
| Modul Disyorkan | Julat Kuasa | Pinion | Gear | Rawatan Haba |
|---|---|---|---|---|
| 2-3 | ≤5 kW | 45# Q&T | 45# Q&T | Pengerasan induksi permukaan gigi |
| 3-5 | 5-30 kW | 40Cr Q&T | 45# Q&T | Nitriding pinion |
| 4-8 | 30-100 kW | 20CrMnTi | 40Cr Q&T | Pengkarburan & Pengerasan |
| 6-12 | ≥100 kW | 20CrNi2Mo | 35CrMo | Pengkarburan & Pengerasan |
Renungan Hari Ini
“Apabila mereka bentuk gear, jangan hanya melihat 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.”
Pratonton untuk sesi seterusnya: Bahan Gear & Rawatan Haba — Bagaimana untuk memilih kedalaman lapisan secara saintifik?
PinyiGear · Gear Ketepatan & Sistem Transmisi · Pengumpulan Pengetahuan Teknikal