OpremaModifikacija profila zuba je ključni aspekt dizajna zupčanika, poboljšavajući performanse smanjenjem buke, vibracija i koncentracije napona. Ovaj članak razmatra ključne proračune i razmatranja uključena u dizajniranje modificiranih profila zuba zupčanika.

1. Svrha modifikacije profila zuba

Modifikacija profila zuba se prvenstveno primjenjuje kako bi se kompenzirala odstupanja u proizvodnji, neusklađenosti i elastične deformacije pod opterećenjem. Glavni ciljevi uključuju:

• Smanjenje grešaka u prenosu
• Minimiziranje buke i vibracija zupčanika
• Poboljšanje raspodjele opterećenja
• Povećanje vijeka trajanja zupčanika Prema definiciji krutosti zahvata zupčanika, elastična deformacija zuba zupčanika može se aproksimirati sljedećom formulom: δa – elastična deformacija zuba, μm; KA – Faktor korištenja, pogledajte ISO6336-1; wt – opterećenje po jedinici širine zuba, N/mm,wt=Ft/b; Ft – tangencijalna sila na zupčaniku, N; b – efektivna širina zuba zupčanika, mm; c '- krutost zahvata jednog para zuba, N/(mm·μm); cγ – Prosječna krutost zahvata, N/(mm·μm).Zupčanik s čeljustima

Konusni zupčanik

• Olakšanje vrhaUklanjanje materijala sa vrha zuba zupčanika kako bi se spriječilo ometanje tokom spajanja.
• Olakšanje korijenaModifikacija korijenskog dijela radi smanjenja koncentracije napona i povećanja čvrstoće.
• Krunisanje olovomPrimjena blage zakrivljenosti duž širine zuba kako bi se prilagodilo neusklađenosti.
• Krunisanje profilaUvođenje zakrivljenosti duž evolventnog profila radi smanjenja kontaktnih napona na rubovima.

3. Proračuni dizajna

Modifikacije profila zuba zupčanika se obično izračunavaju korištenjem analitičkih metoda, simulacija i eksperimentalne validacije. Uzimaju se u obzir sljedeći parametri:

• Iznos modifikacije (Δ)Dubina materijala uklonjenog sa površine zuba, obično u rasponu od 5 do 50 mikrona, ovisno o uvjetima opterećenja.
• Faktor raspodjele opterećenja (K)Određuje kako se kontaktni pritisak raspoređuje po modificiranoj površini zuba.
• Greška u prijenosu (TE)Definirano kao odstupanje stvarnog kretanja od idealnog kretanja, minimizirano optimiziranom modifikacijom profila.
• Analiza konačnih elemenata (FEA)Koristi se za simuliranje raspodjele napona i validaciju modifikacija prije proizvodnje.

4. Razmatranja dizajna

• Uslovi opterećenjaKoličina modifikacije zavisi od primijenjenog opterećenja i očekivanih otklona.
• Tolerancije proizvodnjeZa postizanje željene modifikacije potrebna je precizna obrada i brušenje.
• Svojstva materijalaTvrdoća i elastičnost materijala zupčanika utiču na efikasnost modifikacija profila.
• Operativno okruženjePrimjene za velike brzine i velika opterećenja zahtijevaju preciznije modifikacije.

5. Modifikacija profila zuba je neophodna za optimizaciju performansi zupčanika, smanjenje buke i poboljšanje izdržljivosti. Dobro osmišljena modifikacija, potkrijepljena preciznim proračunima i simulacijama, osigurava dugovječnost i efikasnost zupčanika u različitim primjenama.

Uzimajući u obzir uslove opterećenja, svojstva materijala i precizne tehnike proizvodnje, inženjeri mogu postići optimalne performanse zupčanika uz minimiziranje operativnih problema.