Szlifowanie zęba Gleasona i skrawanie zęba Kinberga

Gdy liczba zębów, moduł sprężystości, kąt przyporu, kąt pochylenia linii śrubowej i promień głowicy frezowej są takie same, wytrzymałość zębów Gleasona o profilu łukowym i zębów cykloidalnych Kinberga jest taka sama. Powody są następujące:

1). Metody obliczania wytrzymałości są takie same: Gleason i Kinberg opracowali własne metody obliczania wytrzymałości dla przekładni stożkowych o zębach spiralnych i opracowali odpowiednie oprogramowanie do analizy konstrukcji przekładni. Jednak wszyscy oni wykorzystują wzór Hertza do obliczenia naprężenia stykowego powierzchni zęba; stosują metodę stycznej 30 stopni do znalezienia niebezpiecznego przekroju, przykładają obciążenie do wierzchołka zęba, aby obliczyć naprężenie zginające podstawy zęba, oraz wykorzystują równoważny przekrój koła walcowego w punkcie środkowym powierzchni zęba, aby przybliżyć. Oblicz wytrzymałość stykową powierzchni zęba, wytrzymałość zęba na zginanie i odporność powierzchni zęba na klejenie przekładni stożkowych o zębach spiralnych.

2). Tradycyjny system zębów Gleasona oblicza parametry półfabrykatu koła zębatego zgodnie z modułem powierzchni czołowej korby, takim jak wysokość wierzchołka, wysokość stopy zęba i wysokość zęba roboczego, podczas gdy Kinberg oblicza półfabrykat koła zębatego zgodnie z modułem normalnym punktu środkowego. Najnowszy standard projektowania kół zębatych Agma ujednolica metodę projektowania półfabrykatu koła zębatego stożkowego o spiralnej konstrukcji, a parametry półfabrykatu koła zębatego są projektowane zgodnie z modułem normalnym punktu środkowego zębów koła zębatego. Dlatego w przypadku kół zębatych stożkowych o śrubowych kształtach o tych samych podstawowych parametrach (takich jak: liczba zębów, moduł normalny punktu środkowego, kąt pochylenia linii śrubowej punktu środkowego, kąt nacisku normalnego), niezależnie od zastosowanego rodzaju konstrukcji zęba, przekrój normalny punktu środkowego Wymiary są zasadniczo takie same; a parametry równoważnego koła zębatego walcowego w przekroju środkowym są spójne (parametry równoważnego koła zębatego walcowego są związane tylko z liczbą zębów, kątem podziałowym, kątem nacisku normalnego, kątem pochylenia linii śrubowej w punkcie środkowym i środkiem powierzchni zęba koła zębatego. Średnica okręgu podziałowego jest powiązana), więc parametry kształtu zęba używane w kontroli wytrzymałości dwóch układów zębów są zasadniczo takie same.

3). Przy tych samych podstawowych parametrach koła zębatego, ze względu na ograniczenie szerokości rowka dna zęba, promień naroża ostrza narzędzia jest mniejszy niż w przypadku przekładni Gleasona. W związku z tym promień łuku podstawy zęba jest stosunkowo niewielki. Zgodnie z analizą przekładni i doświadczeniem praktycznym, zastosowanie większego promienia łuku ostrza narzędzia może zwiększyć promień łuku podstawy zęba i zwiększyć odporność koła zębatego na zginanie.

Ponieważ precyzyjna obróbka cykloidalnych kół stożkowych Kinberga umożliwia jedynie zeskrobanie twardych powierzchni zębów, podczas gdy koła stożkowe Gleasona o łuku kołowym można poddać obróbce termicznej po szlifowaniu, co pozwala uzyskać powierzchnię stożkową i powierzchnię przejścia między zębami. Nadmierna gładkość powierzchni zębów zmniejsza ryzyko koncentracji naprężeń na kole zębatym, zmniejsza chropowatość powierzchni zęba (może osiągnąć Ra ≦0,6 um) i poprawia dokładność indeksowania koła zębatego (może osiągnąć dokładność klasy GB3∽5). W ten sposób można zwiększyć nośność koła zębatego i odporność powierzchni zęba na sklejanie.

4). Przekładnia stożkowa o zębach spiralnych o zębach quasi-ewolwentowych, stosowana przez firmę Klingenberg we wczesnych latach jej istnienia, charakteryzuje się niską wrażliwością na błędy montażowe pary kół zębatych i odkształcenia skrzyni biegów, ponieważ linia zębów w kierunku długości zęba jest ewolwentowa. Ze względów produkcyjnych ten układ zębów jest stosowany tylko w niektórych specjalistycznych zastosowaniach. Chociaż linia zębów Klingenberga jest obecnie wydłużoną epicykloidą, a linia zębów układu Gleasona jest łukiem, zawsze znajdzie się punkt na obu liniach zębów, który spełnia warunki linii zębów ewolwentowych. Przekładnie zaprojektowane i przetworzone zgodnie z systemem zębów Kinberg, „punkt” na linii zębów, który spełnia warunek ewolwenty, znajduje się blisko dużego końca zębów koła zębatego, więc wrażliwość koła zębatego na błąd montażu i odkształcenie pod wpływem obciążenia jest bardzo niska, według Gerry'ego Zgodnie z danymi technicznymi firmy Sen, w przypadku przekładni stożkowej o krzywej z łukową linią zębów, koło zębate można przetworzyć, wybierając głowicę frezarską o mniejszej średnicy, tak aby „punkt” na linii zębów, który spełnia warunek ewolwenty, znajdował się w punkcie środkowym i dużym końcu powierzchni zęba. Pomiędzy nimi zapewniono, że koła zębate mają taką samą odporność na błędy montażu i odkształcenia pudełkowe jak koła zębate Kling Berger. Ponieważ promień głowicy frezarskiej do obróbki łukowych kół zębatych Gleason o równej wysokości jest mniejszy niż do obróbki kół zębatych stożkowych o tych samych parametrach, można zagwarantować, że „punkt” spełniający warunek ewolwenty będzie znajdował się pomiędzy punktem środkowym a dużym końcem powierzchni zęba. W tym czasie następuje poprawa wytrzymałości i wydajności przekładni.

5). W przeszłości niektórzy uważali, że system zębów Gleasona w przekładniach o dużym module jest gorszy od systemu zębów Kinberga, głównie z następujących powodów:

①. Koła zębate Klingenberga są zeskrobywane po obróbce cieplnej, natomiast zęby skurczowe obrabiane w kołach zębatych Gleasona nie są wykończone po obróbce cieplnej, a ich dokładność nie jest tak dobra jak w przypadku poprzednich.

②. Promień głowicy frezarskiej do obróbki zębów skurczowych jest większy niż w przypadku zębów Kinberga, a wytrzymałość przekładni jest gorsza; jednak promień głowicy frezarskiej z zębami łukowymi jest mniejszy niż w przypadku zębów skurczowych, co jest zbliżone do promienia zębów Kinberga. Promień wykonanej głowicy frezarskiej jest równoważny.

③. Gleason zalecał koła zębate o małym module i dużej liczbie zębów, gdy średnica koła zębatego jest taka sama, natomiast koło zębate Klingenberga o dużym module ma duży moduł i małą liczbę zębów, a wytrzymałość koła zębatego na zginanie zależy głównie od modułu, więc gram wytrzymałości na zginanie Limberga jest większy niż Gleasona.

Współcześnie konstrukcja kół zębatych opiera się zasadniczo na metodzie Kleinberga, z tą różnicą, że linia zębów została zmieniona z wydłużonej epicykloidy na łuk, a zęby po obróbce cieplnej są szlifowane.