VýstrojModifikácia profilu zubov je kľúčovým aspektom konštrukcie ozubených kolies, ktorý zlepšuje výkon znížením hluku, vibrácií a koncentrácie napätia. Tento článok rozoberá kľúčové výpočty a aspekty potrebné pri navrhovaní modifikovaných profilov zubov ozubených kolies.

1. Účel úpravy profilu zuba

Modifikácia profilu zubov sa primárne vykonáva na kompenzáciu výrobných odchýlok, nerovností súosia a elastických deformácií pri zaťažení. Medzi hlavné ciele patrí:

• Zníženie chýb pri prenose
• Minimalizácia hluku a vibrácií prevodovky
• Zlepšenie rozloženia záťaže
• Zvyšovanie životnosti ozubeného kolesa Podľa definície tuhosti záberu ozubeného kolesa možno elastickú deformáciu zubov ozubeného kolesa aproximovať nasledujúcim vzorcom: δa – elastická deformácia zuba, μm; KA – Faktor použitia, pozri ISO6336-1; wt – zaťaženie na jednotku šírky zuba, N/mm,wt=Ft/b; Ft – tangenciálna sila pôsobiaca na ozubené koleso, N; b – efektívna šírka zuba ozubeného kolesa, mm; c '- tuhosť záberu jedného páru zubov, N/(mm·μm); cγ – priemerná tuhosť záberu, N/(mm·μm).Čelné ozubené koleso

Kužeľové ozubené koleso

• Odľahčenie hrotuOdstránenie materiálu z hrotu zuba ozubeného kolesa, aby sa zabránilo interferencii počas záberu.
• Úľava od koreňovÚprava koreňovej časti s cieľom znížiť koncentráciu napätia a zvýšiť pevnosť.
• Korunovanie olovom: Mierne zakrivenie pozdĺž šírky zuba na vyrovnanie nesprávneho zarovnania.
• Korunovanie profiluZavedenie zakrivenia pozdĺž evolventného profilu na zníženie kontaktných napätí na okrajoch.

3. Výpočty návrhu

Modifikácie profilu zubov ozubených kolies sa zvyčajne vypočítavajú pomocou analytických metód, simulácií a experimentálneho overenia. Zohľadňujú sa nasledujúce parametre:

• Výška modifikácie (Δ)Hĺbka materiálu odstráneného z povrchu zuba, zvyčajne v rozmedzí od 5 do 50 mikrónov v závislosti od podmienok zaťaženia.
• Faktor rozloženia zaťaženia (K)Určuje, ako sa kontaktný tlak rozloží po upravenom povrchu zuba.
• Chyba prenosu (TE)Definované ako odchýlka skutočného pohybu od ideálneho pohybu, minimalizovaná optimalizovanou úpravou profilu.
• Analýza konečných prvkov (FEA)Používa sa na simuláciu rozloženia napätia a overenie úprav pred výrobou.

4. Úvahy o dizajne

• Podmienky zaťaženiaRozsah úpravy závisí od aplikovaného zaťaženia a očakávaných priehybov.
• Výrobné tolerancieNa dosiahnutie požadovanej úpravy je potrebné presné obrábanie a brúsenie.
• Vlastnosti materiáluTvrdosť a elasticita materiálov ozubených kolies ovplyvňujú účinnosť úprav profilu.
• Prevádzkové prostredieVysokorýchlostné a vysokozáťažové aplikácie vyžadujú presnejšie úpravy.

5. Modifikácia profilu zubov je nevyhnutná pre optimalizáciu výkonu ozubeného kolesa, zníženie hluku a zlepšenie životnosti. Dobre navrhnutá modifikácia, podložená presnými výpočtami a simuláciami, zaisťuje dlhú životnosť a účinnosť ozubených kolies v rôznych aplikáciách.

Zohľadnením podmienok zaťaženia, vlastností materiálov a presných výrobných techník môžu inžinieri dosiahnuť optimálny výkon prevodovky a zároveň minimalizovať prevádzkové problémy.