vědomosti

Víme, že tři klíčové prvky návrhu modifikace profilu zubu ozubeného kola jsou: množství modifikace, křivka modifikace a výška modifikace. Jak se potom určují tři proměnné během návrhu modifikace profilu zubu? A jaká konstrukční hlediska jsou při návrhu úpravy profilu zubu zohledněna?

 

1) Stanovení velikosti modifikace profilu zubu

Podle principu úpravy profilu zubů jde především o kompenzaci nárazů způsobených elastickou deformací zubů ozubených kol a výrobních chyb při záběru zubů dovnitř nebo ven. Proto může být velikost modifikace profilu zubu přibližně určena na základě velikosti elastické deformace zubů ozubeného kola, přičemž se bere v úvahu určitá výrobní chyba.

Podle definice tuhosti záběru ozubených kol lze velikost elastické deformace zubů ozubených kol přibližně vypočítat podle následujícího vzorce:

Pro čelní ozubená kola

 

Pro šikmá ozubená kola

δa - Elastická deformace zubů ozubených kol, μm;

KA - Faktor použití, viz ISO6336-1;

wt - Zatížení jednotkové šířky zubu, N/mm, wt = Ft / b;

Ft - Tangenciální síla na ozubené kolo, N;

b - Efektivní šířka zubu ozubeného kola, mm;

c' - Tuhost záběru jednoho páru zubů, N/(mm·μm);

cγ - Průměrná tuhost záběru, N/(mm·μm).

 

Definice a výpočet tuhosti sítě lze odkázat na ISO6336-1. Nebo pro přibližný výpočet lze u čelních ozubených kol hodnotu tuhosti záběru jednoho páru zubů, c', brát jako 20 N/(mm·μm) a pro šroubová kola lze průměrnou hodnotu tuhosti záběru cγ brát jako 25 N/(mm·μm).

 

Při návrhu úpravy profilu zubu by měla velikost úpravy profilu zubu zohledňovat nejen elastickou deformaci zubů ozubení, ale také vliv výrobních chyb. Mezi nimi může být výrobní chyba přibližně nahrazena individuální chybou stoupání fpt ve výrobní přesnosti ozubení. Potom může být množství Ca modifikace profilu zubu vyjádřeno následujícím vzorcem:

 

2) Křivka modifikace profilu zubu

Křivky modifikace profilu zubu se dělí na lineární modifikaci a parabolickou modifikaci. Lineární modifikace je vhodná pro stálé zatížení a podmínky nízkého zatížení; parabolická modifikace je vhodná pro podmínky proměnlivého zatížení a přechod křivky parabolické modifikace je plynulejší, takže se častěji používá. Parabolické i lineární modifikační křivky lze jednotně vyjádřit následujícím vzorcem:

Ca - množství modifikace profilu;

Cax - Množství modifikace profilu ve vzdálenosti x od počátečního bodu modifikace profilu;

x - Vzdálenost od počátečního bodu modifikace profilu (vyjádřená jako prodloužená vzdálenost evolventy);

H - Výška modifikace profilu (vyjádřená jako prodloužená vzdálenost evolventy);

m - Exponent, když m = 1, jedná se o lineární doplnění, když m = 2, jde o parabolické doplnění.

3) Stanovení výšky tvarování profilu

V závislosti na různých výškách tvarování profilu lze tvarování profilu rozdělit na dlouhé tvarování a krátké tvarování. Dlouhé tvarování má výchozí bod tvarování v průsečíku záběru jednoho a dvou zubů; krátké tvarování má svůj výchozí bod tvarování v polovině výšky dlouhého tvarování (jedna základní délka rozteče zůstává nevytvarovaná na linii záběru). Počáteční průměry pro dlouhé tvarování a krátké tvarování lze vypočítat pomocí následujících vzorců:

Výpočet průměru výchozího bodu pro dlouhé tvarování:

 

Malá převodovka:

 

Velký převod:

 

Výpočet počátečního průměru pro krátké opravné tvarování:

 

Malá převodovka:

Velký převod:

Pbt - rozteč základní kružnice čelní plochy;

rb1, rb2 - Poloměry základní kružnice menšího a většího ozubeného kola;

ra1, ra2 - Dodatečné poloměry kružnice menšího a většího ozubeného kola;

aw - Vzdálenost pracovního středu;

αwt - Úhel záběru čelní plochy;

Významy jednotlivých symbolů jsou znázorněny na následujícím obrázku.

Navíc, někdy pro zjednodušení výpočtu, lze výšku modifikace profilu také přibližně určit na základě modulu mn. Výška modifikace H = 0.3 až 0.5 mn (v radiálním směru) a poté počáteční průměr modifikace profilu lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

dFa - Efektivní průměr doplňkové kružnice, tj. průměr doplňkové kružnice mínus část doplňkového zkosení.

Za podmínek nízkého zatížení nebo malého překrytí, a když se zatížení mění, má H menší hodnotu; v podmínkách velkého zatížení nebo velkého překrytí, a když je zatížení konstantní, má H větší hodnotu.

 

4) Další konstrukční úvahy pro úpravu profilu zubu:

l Zkosení horní plochy by nemělo být považováno za součást úpravy profilu zubu.

l Úprava horní části hnaného kola je obvykle větší než u hnacího kola.

l Úprava horní plošky jednoho ozubeného kola má stejný účinek jako úprava paty protilehlého ozubeného kola.

l Nadměrná úprava horního lože sníží kontaktní poměr ozubeného kola, takže je třeba zkontrolovat změnu kontaktního poměru při mírném zatížení.

l Když je úprava profilu zubu velká, úprava kořene sníží tloušťku zubu u kořene a je náchylná k tvarovacím krokům, které ovlivní pevnost ozubeného kola v ohybu.

 

Máte-li jakékoli dotazy nebo požadavky, které vám můžeme pomoci, neváhejte nás kontaktovat na info@castings-forging.com