Bánh răngSửa đổi hình răng là một khía cạnh quan trọng của thiết kế bánh răng, cải thiện hiệu suất bằng cách giảm tiếng ồn, độ rung và tập trung ứng suất. Bài viết này thảo luận về các tính toán và cân nhắc chính liên quan đến việc thiết kế hình răng bánh răng đã sửa đổi.

1. Mục đích của việc sửa đổi hình dạng răng

Việc sửa đổi hình dạng răng chủ yếu được thực hiện để bù đắp cho các độ lệch sản xuất, sự không thẳng hàng và biến dạng đàn hồi dưới tải. Các mục tiêu chính bao gồm:

• Giảm thiểu lỗi truyền tải
• Giảm thiểu tiếng ồn và độ rung của bánh răng
• Tăng cường phân phối tải
• Tăng tuổi thọ bánh răng Theo định nghĩa về độ cứng ăn khớp của bánh răng, biến dạng đàn hồi của răng bánh răng có thể được xấp xỉ bằng công thức sau: δa – biến dạng đàn hồi của răng, μm; KA – Hệ số sử dụng, tham khảo ISO6336-1; wt – tải trọng trên một đơn vị chiều rộng răng, N/mm, wt = Ft/b; Ft – lực tiếp tuyến tác dụng lên bánh răng, N; b – chiều rộng răng hiệu dụng của bánh răng, mm; c'- độ cứng ăn khớp của một cặp răng, N/(mm·μm); cγ – Độ cứng ăn khớp trung bình, N/(mm·μm).Bánh răng thẳng

Bánh răng côn

• Đầu giảm nhẹ: Loại bỏ vật liệu khỏi đầu răng bánh răng để tránh bị cản trở trong quá trình ăn khớp.
• Cứu trợ rễ: Sửa đổi phần gốc để giảm sự tập trung ứng suất và tăng cường sức mạnh.
• Vương miện chì: Áp dụng độ cong nhẹ dọc theo chiều rộng của răng để điều chỉnh độ lệch.
• Hồ sơ đăng quang: Tạo độ cong dọc theo đường xoắn ốc để giảm ứng suất tiếp xúc cạnh.

3. Tính toán thiết kế

Các sửa đổi về mặt răng bánh răng thường được tính toán bằng các phương pháp phân tích, mô phỏng và xác nhận thực nghiệm. Các thông số sau đây được xem xét:

• Số lượng sửa đổi (Δ): Độ sâu của vật liệu được loại bỏ khỏi bề mặt răng, thường dao động từ 5 đến 50 micron tùy thuộc vào điều kiện tải trọng.
• Hệ số phân phối tải (K): Xác định cách áp suất tiếp xúc được phân bổ trên bề mặt răng đã sửa đổi.
• Lỗi truyền dẫn (TE):Được định nghĩa là độ lệch của chuyển động thực tế so với chuyển động lý tưởng, được giảm thiểu bằng cách sửa đổi cấu hình tối ưu.
• Phân tích phần tử hữu hạn (FEA): Được sử dụng để mô phỏng sự phân bố ứng suất và xác nhận các sửa đổi trước khi sản xuất.

4. Những cân nhắc về thiết kế

• Điều kiện tải:Mức độ thay đổi phụ thuộc vào tải trọng tác dụng và độ võng dự kiến.
• Dung sai sản xuất:Cần phải gia công và mài chính xác để đạt được sự thay đổi mong muốn.
• Tính chất vật liệu:Độ cứng và độ đàn hồi của vật liệu bánh răng ảnh hưởng đến hiệu quả của việc sửa đổi cấu hình.
• Môi trường hoạt động:Các ứng dụng tốc độ cao và tải trọng lớn đòi hỏi những sửa đổi chính xác hơn.

5. Việc sửa đổi hình dạng răng là điều cần thiết để tối ưu hóa hiệu suất bánh răng, giảm tiếng ồn và cải thiện độ bền. Một sửa đổi được thiết kế tốt, được hỗ trợ bởi các tính toán và mô phỏng chính xác, đảm bảo tuổi thọ và hiệu quả của bánh răng trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Bằng cách xem xét các điều kiện tải, tính chất vật liệu và kỹ thuật sản xuất chính xác, các kỹ sư có thể đạt được hiệu suất bánh răng tối ưu đồng thời giảm thiểu các vấn đề vận hành.