เกียร์การปรับเปลี่ยนโปรไฟล์ฟันเป็นประเด็นสำคัญในการออกแบบเฟือง โดยช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานด้วยการลดเสียงรบกวน การสั่นสะเทือน และการรวมตัวของความเครียด บทความนี้จะกล่าวถึงการคำนวณและข้อควรพิจารณาที่สำคัญในการออกแบบโปรไฟล์ฟันเฟืองที่ปรับเปลี่ยน

1. วัตถุประสงค์ของการปรับเปลี่ยนโปรไฟล์ฟัน

การปรับเปลี่ยนโปรไฟล์ของฟันนั้นถูกนำไปใช้เป็นหลักเพื่อชดเชยความเบี่ยงเบนจากการผลิต การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง และการเสียรูปยืดหยุ่นภายใต้แรงกด วัตถุประสงค์หลัก ได้แก่:

• ลดข้อผิดพลาดในการส่งข้อมูล
• ลดเสียงและการสั่นสะเทือนของเกียร์
• การปรับปรุงการกระจายโหลด
• การเพิ่มอายุการใช้งานของเฟือง ตามคำจำกัดความของความแข็งในการเข้าประกบของเฟือง การเปลี่ยนรูปยืดหยุ่นของฟันเฟืองสามารถประมาณได้จากสูตรต่อไปนี้: δa – การเปลี่ยนรูปยืดหยุ่นของฟันเฟือง, μm; KA – ปัจจัยการใช้งาน อ้างอิงตาม ISO6336-1; wt – ภาระต่อหน่วยความกว้างของฟันเฟือง, N/mm,wt=Ft/b; Ft – แรงสัมผัสบนเฟือง, N; b – ความกว้างของฟันเฟืองที่มีประสิทธิภาพ, mm; c ' – ความแข็งในการเข้าประกบของฟันเฟืองคู่เดียว, N/(mm·μm); cγ – ความแข็งในการเข้าประกบโดยเฉลี่ย, N/(mm·μm)เกียร์เดือย

เฟืองเอียง

• บรรเทาปลาย:การกำจัดวัสดุออกจากปลายฟันเฟืองเพื่อป้องกันการรบกวนในระหว่างการประกบกัน
• บรรเทาราก:ปรับปรุงส่วนรากเพื่อลดความเข้มข้นของความเครียดและเพิ่มความแข็งแรง
• การประดับมงกุฎตะกั่ว:โดยปรับความโค้งเล็กน้อยตามความกว้างของฟันเพื่อรองรับการเรียงตัวที่ไม่ถูกต้อง
• โปรไฟล์มงกุฎ:การแนะนำความโค้งตามโปรไฟล์แบบม้วนเข้าเพื่อลดแรงเครียดจากการสัมผัสขอบ

3. การคำนวณการออกแบบ

โดยทั่วไปแล้ว การปรับเปลี่ยนโปรไฟล์ฟันเฟืองจะคำนวณโดยใช้วิธีการวิเคราะห์ การจำลอง และการตรวจสอบการทดลอง โดยจะพิจารณาพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

• จำนวนการปรับเปลี่ยน (Δ):ความลึกของวัสดุที่ถูกเอาออกจากผิวฟัน โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 5 ถึง 50 ไมครอน ขึ้นอยู่กับสภาวะการรับน้ำหนัก
• ปัจจัยการกระจายโหลด (K):กำหนดวิธีการกระจายแรงกดสัมผัสไปทั่วพื้นผิวฟันที่ปรับเปลี่ยน
• ข้อผิดพลาดในการส่งกำลัง (TE):กำหนดให้เป็นการเบี่ยงเบนของการเคลื่อนไหวจริงจากการเคลื่อนไหวในอุดมคติ โดยลดให้เหลือน้อยที่สุดด้วยการปรับเปลี่ยนโปรไฟล์ที่ปรับให้เหมาะสม
• การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์ (FEA):ใช้จำลองการกระจายความเครียดและตรวจสอบการปรับเปลี่ยนก่อนการผลิต

4. ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ

• เงื่อนไขการโหลด:จำนวนการปรับเปลี่ยนขึ้นอยู่กับโหลดที่ใช้และการเบี่ยงเบนที่คาดหวัง
• ความคลาดเคลื่อนในการผลิต:ต้องใช้เครื่องจักรและการเจียรที่มีความแม่นยำจึงจะปรับเปลี่ยนได้ตามต้องการ
• คุณสมบัติของวัสดุ:ความแข็งและความยืดหยุ่นของวัสดุเฟืองส่งผลต่อประสิทธิผลในการปรับเปลี่ยนโปรไฟล์
• สภาพแวดล้อมการปฏิบัติการ:การใช้งานความเร็วสูงและโหลดสูงต้องมีการปรับเปลี่ยนที่แม่นยำยิ่งขึ้น

5. การปรับเปลี่ยนโปรไฟล์ของฟันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการปรับประสิทธิภาพของเฟือง ลดเสียงรบกวน และเพิ่มความทนทาน การปรับเปลี่ยนที่ออกแบบมาอย่างดีพร้อมการคำนวณและการจำลองที่แม่นยำ ช่วยให้มั่นใจถึงอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของเฟืองในการใช้งานต่างๆ

โดยคำนึงถึงเงื่อนไขการรับน้ำหนัก คุณสมบัติของวัสดุ และเทคนิคการผลิตที่แม่นยำ วิศวกรสามารถบรรลุประสิทธิภาพการทำงานของเกียร์ที่เหมาะสมที่สุดพร้อมลดปัญหาการทำงานให้เหลือน้อยที่สุด