歴史
発掘された古代ギリシャのギア装置
In the West, in 300 BC, the ancient Greek philosopher Aristotle described the problem of using bronze or cast iron gears to transmit rotational motion in "Mechanical Problems". The famous Greek scholars Aristotle and Archimedes have studied gears. The famous Greek inventor Gutisibios evenly inserted pins on the edge of the circular table to make it mesh with the pin wheel. He applied this mechanism to engraving. This is about 150 BC. In 100 BC, Herron, the Alexandrian inventor, invented the odometer and used gears in the odometer. In the 1st century AD, a gear transmission was also used in the waterwheel mill made by the Roman architect Pidobis. By the 14th century, gears began to be used in clocks.
戦国時代末期の鉄青銅製歯車
In the early years of the Eastern Han Dynasty (1st century AD), there were herringbone gears. The guide car and the Jili drum car that appeared in the Three Kingdoms period have adopted a gear transmission system. The water-rotating continuous mill invented by Du Yu in the Jin Dynasty transmits the power of the water wheel to the stone mill through gears. The earliest record of the gear transmission system in the history books is the description of the armillary sphere made by Xing Yi and Liang Lingzhan in the Tang Dynasty in 725. The water transport instrument elephant table (see ancient Chinese timepieces) made in the Northern Song Dynasty used a complicated gear system. In the Ming Dynasty Mao Yuanyi's "Wu Bei Zhi" (written in 1621) recorded a rack and pinion transmission. An iron ratchet gear was discovered in the ruins of the ancient city of Anwuji, Hebei, excavated in 1956. The diameter of the wheel is about 80 mm. Although it is incomplete, the iron quality is better. After research, it is confirmed that it is the end of the Warring States period (3rd century BC). Products from the Western Han Dynasty (206 BC to 24 AD). Bronze spine gears were unearthed in Changjiaya, Yongji County, Shanxi Province in 1954. With reference to the artifacts unearthed in Tongkeng, it can be concluded that they are the relics of the Qin Dynasty (221-206 BC) or the early Western Han Dynasty. The wheel has 40 teeth and the diameter is about 25 mm. Regarding the purpose of the ratchet gear, no written records have been found so far, and it is speculated that it may be used for braking to prevent the axle from turning backwards. A pair of bronze herringbone gears were unearthed in Hongqing Village, Chang'an County, Shaanxi Province in 1953. Based on the analysis of the tomb structure and the tomb objects, it can be determined that the pair of gears came from the early Eastern Han Dynasty. Both wheels have 24 teeth and a diameter of about 15 mm. The same herringbone gear was also found in Hengyang and other places. 1
Gear transmission structure diagram in "Wu Bei Zhi"
早くも1694年に、フランスの学者PHILIPPE DE LA HIREは、インボリュートを歯形曲線として使用できることを最初に提案しました。 1733年、フランス人のM.CAMUSは、歯車の歯の接触点の共通法線が中心線の節点を通過する必要があると提案しました。 補助瞬間中心線が大ホイールと小ホイールの瞬間中心線（ピッチ円）に沿って純粋に転がっている場合、補助瞬間中心線に固定された補助歯プロファイルは、大ホイールと小ホイールに2つの歯プロファイルを形成します。車輪。 曲線は互いに共役であり、これがCAMUSの定理です。 2つの歯の表面のメッシュ状態を考慮します。 それは、接触点の軌道の現代的な概念を明確に確立します。 1765年、スイスL.オイラーは、インボリュート歯形の解析的研究の数学的基礎を提唱し、歯形曲線の曲率半径と噛み合っている歯車のペアの曲率半径との関係を明らかにしました。 その後、SAVARYはこの方法をさらに完成させ、EU - LET-SAVARY方程式になりました。 インボリュート歯形の適用への貢献はROTEFTWULLSです。 彼は、中心距離が変化すると、インボリュート歯車には一定の角速度比の利点があると提案しました。 1873年、ドイツのエンジニアHOPPEは、圧力角が変化したときの歯数が異なる歯車のインボリュート歯形を提案し、最新のシフト歯車を考えるための基礎を築きました。
19世紀の終わりに、生成歯車切削法の原理と、この原理を使用して歯車を切削する特殊な工作機械および工具の出現により、歯車の処理がより完全になり、インボリュート歯形は大きな利点を示しました。 ギアカット中にギアカットツールが通常の噛み合い位置からわずかに移動する限り、対応するシフトされたギアは、標準ツールを使用して工作機械でカットアウトできます。 1908年、スイスのMAAGは変位法を研究し、歯車成形機を製造しました。 その後、英国のBSS、米国のAGMA、およびドイツのDINは、歯車の変位に関するさまざまな計算方法を次々と提案しました。
漢代初期のブロンズヘリンボーンギア
In order to increase the service life of the power transmission gear and reduce its size, in addition to improvements in materials, heat treatment and structure, the arc-toothed gear has been developed. In 1907, the British FRANK HUMPHRIS first published the arc tooth profile. In 1926, ERUEST WILDHABER obtained the patent right for the arc tooth profile helical gear. In 1955, the Soviet Union's M. L. NOVIKOV completed the practical research on arc toothed gears and won the Lenin Medal. In 1970, the engineer of ROLH-ROYCE company R． M. STUDER has obtained a US patent for double circular arc gears. This kind of gear has been paid more and more attention to by people, and it has played a significant role in production.
歯車は、互いに噛み合うことができる歯付きの機械部品です。 それらは、機械的伝達および機械的分野全体で広く使用されています。 最新の歯車技術は次のようになりました。歯車の弾性率0.004〜100 mm; 1mmから150メートルまでの歯車の直径; 送信電力は最大100、000キロワットに達する可能性があります。 回転速度は毎分数十万回転に達する可能性があります。 最高周辺速度は300メートル/秒に達する可能性があります。
生産の発展に伴い、歯車の操作のスムーズさが重要視されてきました。 1674年、デンマークの天文学者Romerは、スムーズに動作する歯車を得るために、歯形曲線としてエピサイクロイドを使用することを最初に提案しました。
18世紀の産業革命の間に、歯車技術は急速に発展し、人々は歯車について多くの研究を行いました。 1733年、フランスの数学者カミは歯形メッシュの基本法を発表しました。 1765年、スイスの数学者オイラーは、歯のプロファイル曲線としてインボリュートを使用することを提案しました。
歯車ホブ盤と歯車成形機は、高精度の歯車の大量生産の問題を解決するために19世紀に登場しました。 1900年、プロフォートはギアホブ盤用の差動装置を設置しました。これにより、ギアホブ盤ではすば歯車を処理できます。 それ以来、歯車ホブ盤が普及し、生成方式は歯車の加工において圧倒的なアドバンテージを持っています。 インボリュート歯車は、最も広く使用されている歯車になっています。 。
1899年、ラッシュは最初にギアをシフトするスキームを実装しました。 シフトされた歯車は、歯車の歯のアンダーカットを回避できるだけでなく、中心距離を一致させ、歯車の負荷容量を改善することができます-。 1923年、American Wild Haberは、円弧の歯形を備えた歯車を最初に提案しました。 1955年、Sunovykovは円弧歯車に関する詳細な調査を実施し、その後、円弧歯車が製造に使用されました。 この種の歯車は、高負荷-の支持力と効率を備えていますが、インボリュート歯車ほど製造が容易ではなく、さらなる改善が必要です。
