lịch sử
Bánh răng Hy Lạp cổ đại được khai quật
Ở phương Tây, vào năm 300 trước Công nguyên, nhà triết học Hy Lạp cổ đại Aristotle đã giải thích về vấn đề truyền chuyển động quay với các bánh răng bằng đồng hoặc gang trong "Các vấn đề cơ học". Các học giả nổi tiếng của Hy Lạp là Aristotle và Archimedes đều đã nghiên cứu về bánh răng. Nhà phát minh nổi tiếng người Hy Lạp Gutisibios đã chèn đều các chốt trên mép của bàn làm việc tấm tròn để làm cho nó ăn khớp với bánh xe ghim, Ông đã áp dụng cơ chế này để khắc. Đây là khoảng 150 năm trước Công nguyên. Vào năm 100 trước Công nguyên, nhà phát minh người Alexandria Herron đã phát minh ra đồng hồ đo đường, trong đó bánh răng được sử dụng. Vào thế kỷ 1 sau Công nguyên, một bộ truyền bánh răng cũng được sử dụng trong máy phay bánh xe nước do kiến trúc sư người La Mã Pidobis chế tạo. Đến thế kỷ 14, bánh răng bắt đầu được sử dụng trong đồng hồ.
Đồ sắt bằng đồng cuối thời Chiến quốc
Vào những năm đầu của thời Đông Hán (thế kỷ 1 sau Công Nguyên), đã có bánh răng xương cá. Xe la bàn và xe trống Jili xuất hiện vào thời Tam Quốc đã áp dụng hệ thống truyền động bánh răng. Máy mài liên tục quay nước do Du Yu phát minh vào thời nhà Tấn truyền sức mạnh của bánh xe nước tới cối xay đá thông qua các bánh răng. Ghi chép sớm nhất về hệ thống truyền bánh răng trong sử sách là mô tả về quả cầu cối xay bằng nước được thực hiện vào năm 725 bởi một bên của nhà Đường và Liang Lingzan. Dụng cụ vận chuyển đường thủy và Xiangtai (xem đồng hồ cổ của Trung Quốc) được chế tạo vào thời Bắc Tống sử dụng một hệ thống bánh răng phức tạp. Vào thời nhà Minh, "Wu Bei Zhi" của Mao Yuanyi (viết năm 1621) ghi lại một giá đỡ và bánh răng truyền. Trong tàn tích của thành phố cổ Anwuji ở tỉnh Hà Bắc được khai quật vào năm 1956, một bánh cóc bằng sắt đã được tìm thấy. Đường kính của bánh xe khoảng 80 mm. Tuy bị hư hỏng nhưng chất lượng bàn ủi còn tốt. Sau khi nghiên cứu, người ta xác nhận rằng nó có từ cuối thời Chiến quốc (thế kỷ 3 trước Công nguyên) đến Sản phẩm vào thời Tây Hán (năm 206 trước Công nguyên đến năm 24 sau Công nguyên). Năm 1954, một bánh cóc bằng đồng được khai quật ở Tiejiaya, huyện Yongji, tỉnh Sơn Tây. Đề cập đến các hiện vật được khai quật trong cùng một hố, có thể kết luận rằng chúng là di vật của nhà Tần (221 TCN -206 TCN) hoặc đầu thời Tây Hán. Bánh xe có 40 răng và đường kính khoảng 25 mm. Về việc sử dụng bánh răng bánh cóc, cho đến nay vẫn chưa có tài liệu nào ghi lại, và người ta suy đoán rằng nó có thể được sử dụng để phanh để tránh cho trục bị đảo ngược. Năm 1953, một cặp bánh răng xương cá bằng đồng được khai quật ở làng Hồng Khánh, huyện Trường An, tỉnh Thiểm Tây. Qua phân tích cấu trúc lăng mộ và hiện vật lăng mộ, có thể xác định cặp bánh răng có nguồn gốc từ đầu thời Đông Hán. Cả hai bánh đều có 24 răng và đường kính khoảng 15mm. Hành Dương và những nơi khác cũng đã tìm thấy thiết bị xương cá tương tự.
Sơ đồ cấu tạo bộ truyền bánh răng trong "Wu Bei Zhi"
Ngay từ năm 1694, học giả người Pháp PHILIPPE DE LA HIRE lần đầu tiên đề xuất rằng vật bất biến có thể được sử dụng như một đường cong răng. Năm 1733, M.CAMUS người Pháp đề xuất pháp tuyến chung của điểm tiếp xúc của các răng bánh răng phải đi qua nút trên mối nối tâm. Khi đường tâm tức thời phụ hoàn toàn lăn dọc theo đường tâm tức thời (đường tròn bước răng) của bánh xe lớn và bánh xe nhỏ, hai biên dạng răng tạo bởi hình dạng răng phụ được nối cố định với đường tâm tức thời phụ trên bánh xe lớn và bánh xe nhỏ Các đường cong liên hợp với nhau, đây là định lý CAMUS. Nó có tính đến trạng thái chia lưới của hai bề mặt răng; nó thiết lập một cách rõ ràng khái niệm hiện đại về quỹ đạo điểm tiếp xúc. Năm 1765, L. EULER người Thụy Sĩ đề xuất cơ sở toán học cho nghiên cứu phân tích về biên dạng răng bất biến, và làm rõ mối quan hệ giữa bán kính cong của đường cong biên dạng răng và vị trí của tâm cong của một cặp bánh răng chia lưới. Sau đó, SAVARY hoàn thiện thêm phương pháp này và trở thành phương trình EU-LET-SAVARY. Đóng góp vào việc áp dụng biên dạng răng bất biến là ROTEFT WULLS, người đã đề xuất rằng bánh răng vô tuyến có lợi thế là tỷ số tốc độ góc không đổi khi khoảng cách tâm thay đổi. Năm 1873, kỹ sư người Đức HOPPE đề xuất biên dạng răng bất biến của bánh răng có số răng khác nhau khi góc áp suất thay đổi, do đó đặt nền tảng tư tưởng của bánh răng biến thiên hiện đại.
Vào cuối thế kỷ 19, nguyên lý của phương pháp cắt bánh răng phát điện và các máy công cụ, dụng cụ đặc biệt sử dụng nguyên lý này để cắt răng lần lượt xuất hiện. Khi cắt răng, chỉ cần dụng cụ cắt dịch chuyển nhẹ khỏi vị trí chia lưới bình thường, bánh răng dịch chuyển tương ứng có thể được cắt ra trên máy công cụ bằng một dụng cụ tiêu chuẩn. Năm 1908, MAAG của Thụy Sĩ đã nghiên cứu phương pháp dịch chuyển và chế tạo một máy nắn bánh răng để tạo hình bánh răng. Sau đó, BSS của Anh, AGMA của Mỹ và DIN của Đức đã liên tiếp đề xuất các phương pháp tính toán khác nhau cho chuyển vị bánh răng.
Thiết bị xương cá bằng đồng của người Hán thời kỳ đầu
Để nâng cao tuổi thọ của bánh răng truyền lực và giảm kích thước của chúng, ngoài những cải tiến về vật liệu, nhiệt luyện và kết cấu, bánh răng có răng cung tròn đã được phát triển. Năm 1907, FRANK HUMPHRIS của Anh lần đầu tiên công bố hình dạng răng vòng cung. Năm 1926, ERUEST WILDHABER của Thụy Sĩ đã nhận được bản quyền bằng sáng chế của bánh răng xoắn có biên dạng răng cung tròn. Năm 1955, ML NOVIKOV của Liên Xô đã hoàn thành nghiên cứu thực tế về bánh răng cung tròn và được nhận Huân chương của Lenin. Năm 1970, kỹ sư RM STUDER của công ty ROLH-ROYCE người Anh đã nhận được bằng sáng chế của Hoa Kỳ cho bánh răng vòng cung kép. Loại bánh răng này ngày càng được nhiều người quan tâm và có vai trò không nhỏ trong sản xuất.
Bánh răng là các bộ phận cơ khí có răng có thể ăn khớp với nhau. Chúng được sử dụng rộng rãi trong truyền động cơ khí và toàn bộ lĩnh vực cơ khí. Công nghệ bánh răng hiện đại đã đạt đến: mô-đun bánh răng là 0. 004 đến 100 mm; đường kính bánh răng từ 1 mm đến 150 mét; công suất truyền tải có thể đạt 100, 000 kilowatt; tốc độ có thể đạt hàng trăm nghìn vòng / phút; thứ hai.
Với sự phát triển của sản xuất, tính ổn định của hoạt động bánh răng đã được chú ý. Năm 1674, nhà thiên văn học người Đan Mạch, Romer, lần đầu tiên đề xuất sử dụng dị bội làm đường cong biên dạng răng để có được một bánh răng chạy trơn tru.
Trong cuộc cách mạng công nghiệp vào thế kỷ 18, công nghệ bánh răng phát triển nhanh chóng, và rất nhiều nghiên cứu về bánh răng đã được thực hiện. Năm 1733, nhà toán học người Pháp Cammy đã công bố định luật cơ bản về chia lưới biên dạng răng; vào năm 1765, nhà toán học Thụy Sĩ Euler đề nghị sử dụng bất biến làm đường cong biên dạng răng.
Các máy tạo hình và dao động xuất hiện vào thế kỷ 19 đã giải quyết được vấn đề sản xuất hàng loạt các bánh răng có độ chính xác cao. Năm 1900, Profort đã lắp đặt một thiết bị vi sai cho máy lắc, có thể gia công các bánh răng xoắn trên máy lắc. Kể từ đó, bánh răng của máy hoay trở nên phổ biến. .
Năm 1899, Lasher lần đầu tiên thực hiện kế hoạch chuyển số. Bánh răng dịch chuyển không chỉ có thể tránh được sự cắt xén của răng bánh răng mà còn phù hợp với khoảng cách tâm và cải thiện khả năng chịu lực của bánh răng. Năm 1923, Wilder Haber của Hoa Kỳ lần đầu tiên đề xuất bánh răng có biên dạng răng vòng cung. Năm 1955, Sunovykov đã tiến hành nghiên cứu chuyên sâu về bánh răng vòng cung, và bánh răng vòng cung sau đó được sử dụng trong sản xuất. Bánh răng này có khả năng chịu tải và hiệu quả cao, nhưng không dễ chế tạo như bánh răng vô hình và cần được cải tiến thêm.
