VersnellingHet aanpassen van het tandprofiel is een cruciaal aspect van tandwielontwerp, omdat het de prestaties verbetert door geluidsoverlast, trillingen en spanningsconcentraties te verminderen. Dit artikel bespreekt de belangrijkste berekeningen en overwegingen die komen kijken bij het ontwerpen van aangepaste tandprofielen.

1. Doel van de aanpassing van het tandprofiel

Het aanpassen van het tandprofiel wordt voornamelijk gedaan om fabricagefouten, verkeerde uitlijning en elastische vervormingen onder belasting te compenseren. De belangrijkste doelstellingen zijn:

• Het verminderen van transmissiefouten
• Het minimaliseren van tandwielgeluid en trillingen
• Verbetering van de lastverdeling
• Verlenging van de levensduur van tandwielen. Volgens de definitie van de vertandingsstijfheid van het tandwiel kan de elastische vervorming van de tandwieltanden worden benaderd met de volgende formule: δa – elastische vervorming van de tand, μm; KA – gebruiksfactor, zie ISO6336-1; wt – belasting per eenheid tandbreedte, N/mm, wt=Ft/b; Ft – tangentiële kracht op het tandwiel, N; b – effectieve tandbreedte van het tandwiel, mm; c' – vertandingsstijfheid van een enkel tandpaar, N/(mm·μm); cγ – gemiddelde vertandingsstijfheid, N/(mm·μm).Tandwiel

Kegeltandwiel

• Tip ReliefHet verwijderen van materiaal van de punt van de tandwieltand om interferentie tijdens het in elkaar grijpen te voorkomen.
• WortelverlichtingHet aanpassen van het wortelgedeelte om spanningsconcentratie te verminderen en de sterkte te vergroten.
• Loodkroning: Het aanbrengen van een lichte kromming over de breedte van de tand om een ​​verkeerde uitlijning te compenseren.
• ProfielbekroningDoor kromming aan te brengen in het involute profiel worden de contactspanningen aan de randen verminderd.

3. Ontwerpberekeningen

Aanpassingen aan het tandprofiel van tandwielen worden doorgaans berekend met behulp van analytische methoden, simulaties en experimentele validatie. De volgende parameters worden daarbij in overweging genomen:

• Wijzigingsbedrag (Δ): De diepte van het materiaal dat van het tandoppervlak is verwijderd, meestal variërend van 5 tot 50 micron, afhankelijk van de belasting.
• Belastingsverdelingsfactor (K)Bepaalt hoe de contactdruk over het gemodificeerde tandoppervlak wordt verdeeld.
• Transmissiefout (TE)Gedefinieerd als de afwijking van de werkelijke beweging ten opzichte van de ideale beweging, geminimaliseerd door geoptimaliseerde profielaanpassing.
• Eindige-elementenanalyse (FEA)Wordt gebruikt om spanningsverdelingen te simuleren en aanpassingen te valideren vóór de productie.

4. Ontwerpoverwegingen

• BelastingsomstandighedenDe mate van aanpassing hangt af van de toegepaste belasting en de verwachte doorbuigingen.
• ProductietolerantiesPrecisiebewerking en slijpen zijn vereist om de gewenste aanpassing te realiseren.
• MateriaaleigenschappenDe hardheid en elasticiteit van tandwielmaterialen beïnvloeden de effectiviteit van profielaanpassingen.
• Operationele omgevingToepassingen met hoge snelheid en hoge belasting vereisen nauwkeurigere aanpassingen.

5. Het aanpassen van het tandprofiel is essentieel voor het optimaliseren van de tandwielprestaties, het verminderen van geluidsoverlast en het verbeteren van de duurzaamheid. Een goed ontworpen aanpassing, ondersteund door nauwkeurige berekeningen en simulaties, garandeert de lange levensduur en efficiëntie van tandwielen in diverse toepassingen.

Door rekening te houden met belastingomstandigheden, materiaaleigenschappen en precisieproductietechnieken kunnen ingenieurs optimale tandwielprestaties bereiken en operationele problemen minimaliseren.