VýbavaModifikace profilu zubu je klíčovým aspektem konstrukce ozubených kol, který zlepšuje výkon snížením hluku, vibrací a koncentrace napětí. Tento článek pojednává o klíčových výpočtech a úvahách spojených s návrhem modifikovaných profilů zubů ozubených kol.

1. Účel úpravy profilu zubu

Modifikace profilu zubu se provádí především za účelem kompenzace výrobních odchylek, nesouososti a elastických deformací při zatížení. Mezi hlavní cíle patří:

• Snížení chyb při přenosu
• Minimalizace hluku a vibrací převodovky
• Zlepšení rozložení zátěže
• Prodloužení životnosti ozubeného kola Podle definice tuhosti záběru ozubeného kola lze elastickou deformaci zubů ozubeného kola aproximovat následujícím vzorcem: δa – elastická deformace zubu, μm; KA – součinitel použití, viz ISO6336-1; wt – zatížení na jednotku šířky zubu, N/mm,wt=Ft/b; Ft – tangenciální síla působící 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).Čelní ozubené kolo

Kuželové ozubené kolo

• Odlehčení hrotuOdstranění materiálu z hrotu zubu ozubeného kola, aby se zabránilo interferenci během záběru.
• Úleva od kořenůÚprava kořenové části za účelem snížení koncentrace napětí a zvýšení pevnosti.
• Korunování olova: Použití mírného zakřivení podél šířky zubu pro vyrovnání nesouososti.
• Korunování profiluZavedení zakřivení podél evolventního profilu pro snížení kontaktních napětí na okrajích.

3. Výpočty návrhu

Modifikace profilu zubu ozubeného kola se obvykle počítají pomocí analytických metod, simulací a experimentálního ověření. Zohledňují se následující parametry:

• Množství modifikace (Δ)Hloubka materiálu odstraněného z povrchu zubu, obvykle v rozmezí od 5 do 50 mikronů v závislosti na podmínkách zatížení.
• Součinitel rozložení zatížení (K)Určuje, jak je kontaktní tlak rozložen po upraveném povrchu zubu.
• Chyba přenosu (TE)Definováno jako odchylka skutečného pohybu od ideálního pohybu, minimalizovaná optimalizovanou úpravou profilu.
• Analýza konečných prvků (FEA)Používá se k simulaci rozložení napětí a ověření úprav před výrobou.

4. Konstrukční aspekty

• Podmínky zatíženíMíra úpravy závisí na aplikovaném zatížení a očekávaných průhybech.
• Výrobní tolerancePro dosažení požadované úpravy je nutné přesné obrábění a broušení.
• Vlastnosti materiáluTvrdost a elasticita materiálů ozubených kol ovlivňují účinnost úprav profilu.
• Provozní prostředíVysokorychlostní a zatěžovací aplikace vyžadují přesnější úpravy.

5. Modifikace profilu zubu je nezbytná pro optimalizaci výkonu převodovky, snížení hluku a zlepšení životnosti. Dobře navržená modifikace, podpořená přesnými výpočty a simulacemi, zajišťuje dlouhou životnost a účinnost převodovek v různých aplikacích.

Zohledněním podmínek zatížení, vlastností materiálů a přesných výrobních technik mohou inženýři dosáhnout optimálního výkonu převodovky a zároveň minimalizovat provozní problémy.