Biegmodyfikacja profilu zęba jest kluczowym aspektem projektowania przekładni, poprawiającym wydajność poprzez redukcję hałasu, wibracji i koncentracji naprężeń. W tym artykule omówiono kluczowe obliczenia i rozważania związane z projektowaniem zmodyfikowanych profili zębów przekładni.

1. Cel modyfikacji profilu zęba

Modyfikacja profilu zęba jest wdrażana przede wszystkim w celu kompensacji odchyleń produkcyjnych, niewspółosiowości i odkształceń sprężystych pod obciążeniem. Główne cele obejmują:

• Zmniejszenie błędów transmisji
• Minimalizowanie hałasu i wibracji przekładni
• Poprawa rozkładu obciążenia
• Zwiększanie żywotności przekładni Zgodnie z definicją sztywności zazębienia koła zębatego, sprężyste odkształcenie zębów koła zębatego można przybliżyć następującym wzorem: δa – sprężyste odkształcenie zęba, μm; KA – współczynnik wykorzystania, patrz ISO6336-1; wt – obciążenie na jednostkę szerokości zęba, N/mm, wt=Ft/b; Ft – siła styczna na kole zębatym, N; b – efektywna szerokość zęba koła zębatego, mm; c '- sztywność zazębienia pojedynczej pary zębów, N/(mm·μm); cγ – średnia sztywność zazębienia, N/(mm·μm).Przekładnia zębata

Przekładnia stożkowa

• Ulga na końcówce:Usuwanie materiału z końcówki zęba koła zębatego w celu zapobiegania kolizji podczas zazębiania.
• Ulga korzeniowa:Modyfikacja sekcji korzeniowej w celu zmniejszenia koncentracji naprężeń i zwiększenia wytrzymałości.
• Koronowanie ołowiu:Zastosowanie lekkiego wygięcia wzdłuż szerokości zęba w celu skompensowania niewspółosiowości.
• Profil koronujący:Wprowadzenie krzywizny wzdłuż profilu ewolwentowego w celu zmniejszenia naprężeń styku krawędzi.

3. Obliczenia projektowe

Modyfikacje profilu zębów kół zębatych są zazwyczaj obliczane przy użyciu metod analitycznych, symulacji i walidacji eksperymentalnej. Rozważane są następujące parametry:

• Wielkość modyfikacji (Δ):Głębokość materiału usuniętego z powierzchni zęba, zwykle wynosząca od 5 do 50 mikronów, w zależności od warunków obciążenia.
• Współczynnik rozkładu obciążenia (K):Określa sposób rozłożenia nacisku styku na zmodyfikowanej powierzchni zęba.
• Błąd transmisji (TE):Definiowane jako odchylenie rzeczywistego ruchu od ruchu idealnego, zminimalizowane poprzez zoptymalizowaną modyfikację profilu.
• Analiza elementów skończonych (MES):Służy do symulacji rozkładu naprężeń i sprawdzania poprawności modyfikacji przed produkcją.

4. Rozważania projektowe

• Warunki obciążenia:Stopień modyfikacji zależy od zastosowanego obciążenia i przewidywanych ugięć.
• Tolerancje produkcyjne:Aby uzyskać pożądaną modyfikację, konieczna jest precyzyjna obróbka skrawaniem i szlifowanie.
• Właściwości materiału:Twardość i elastyczność materiałów przekładni wpływa na skuteczność modyfikacji profilu.
• Środowisko operacyjne:Zastosowania wymagające dużej prędkości i dużego obciążenia wymagają bardziej precyzyjnych modyfikacji.

5. Modyfikacja profilu zęba jest niezbędna do optymalizacji wydajności przekładni, redukcji hałasu i poprawy trwałości. Dobrze zaprojektowana modyfikacja, poparta dokładnymi obliczeniami i symulacjami, zapewnia długowieczność i wydajność przekładni w różnych zastosowaniach.

Biorąc pod uwagę warunki obciążenia, właściwości materiałów i precyzyjne techniki produkcji, inżynierowie mogą osiągnąć optymalną wydajność przekładni, minimalizując jednocześnie problemy eksploatacyjne.