Стриговка зуба Глисона и обработка зуба Кинберга.

Когда количество зубьев, модуль упругости, угол зацепления, угол наклона спирали и радиус режущей головки одинаковы, прочность дугообразных зубьев зубьев Глисона и циклоидальных зубьев зубьев Кинберга одинакова. Причины следующие:

1). Методы расчета прочности одинаковы: Глисон и Кинберг разработали собственные методы расчета прочности для конических зубчатых передач со спиральными зубьями и составили соответствующее программное обеспечение для анализа конструкции зубчатых передач. Но все они используют формулу Герца для расчета контактного напряжения на поверхности зуба; метод касательной под углом 30 градусов для определения опасного участка, расчет изгибающего напряжения в корне зуба с учетом нагрузки на вершине зуба и расчет изгибающего напряжения в корне зуба с использованием эквивалентной цилиндрической зубчатой ​​передачи в средней точке поверхности зуба для приблизительного расчета контактной прочности поверхности зуба, прочности зуба на изгиб и сопротивления поверхности зуба склеиванию конических зубчатых передач со спиральными зубьями.

2). Традиционная система Глисона рассчитывает параметры заготовки шестерни в соответствии с модулем упругости торцевой поверхности большого зуба, такими как высота вершины зуба, высота основания зуба и рабочая высота зуба, в то время как система Кинберга рассчитывает параметры заготовки шестерни в соответствии с нормальным модулем упругости средней точки зуба. Новейший стандарт проектирования зубчатых передач Agma унифицирует метод проектирования заготовки конической шестерни со спиральными зубьями, и параметры заготовки шестерни проектируются в соответствии с нормальным модулем упругости средней точки зубьев шестерни. Поэтому для конических шестерен со спиральными зубьями с одинаковыми основными параметрами (такими как: количество зубьев, нормальный модуль упругости средней точки, угол наклона спирали в средней точке, угол нормального зацепления), независимо от используемой конструкции зубьев, размеры нормального сечения в средней точке в основном одинаковы; Параметры эквивалентной цилиндрической шестерни в средней точке совпадают (параметры эквивалентной цилиндрической шестерни зависят только от количества зубьев, угла делительной окружности, угла нормального зацепления, угла наклона спирали в средней точке и диаметра делительной окружности в средней точке зубчатой ​​поверхности), поэтому параметры формы зубьев, используемые при проверке прочности двух зубчатых систем, в основном одинаковы.

3). При одинаковых основных параметрах шестерни, из-за ограничения ширины канавки на дне зуба, радиус закругления кончика инструмента меньше, чем у шестерни, спроектированной по методу Глисона. Следовательно, радиус избыточной дуги корня зуба относительно мал. Согласно анализу шестерен и практическому опыту, использование большего радиуса дуги вершины инструмента может увеличить радиус избыточной дуги корня зуба и повысить сопротивление изгибу шестерни.

Поскольку прецизионная обработка конических зубчатых передач Кинберга с циклоидальной формой зуба возможна только путем шлифовки твердых поверхностей зубьев, в то время как конические зубчатые передачи Глисона с круговой дугой зуба могут быть обработаны термической постшлифовкой, что позволяет получить поверхность корневого конуса и поверхность перехода корня зуба. Избыточная гладкость между поверхностями зубьев снижает вероятность концентрации напряжений на шестерне, уменьшает шероховатость поверхности зуба (до α ≤ 0,6 мкм) и повышает точность позиционирования шестерни (до α GB3 ∽ 5). Таким образом, повышается несущая способность шестерни и способность поверхности зуба противостоять склеиванию.

4). Квазиэвольвентная спиральная коническая зубчатая передача, принятая Клингенбергом в ранние годы, обладает низкой чувствительностью к ошибкам установки зубчатой ​​пары и деформации редуктора, поскольку линия зуба в направлении длины зуба является эвольвентной. По производственным причинам эта система зубьев используется только в некоторых специальных областях. Хотя линия зуба Клингенберга в настоящее время представляет собой вытянутую эпициклоиду, а линия зуба системы Глисона — дугу, всегда будет точка на двух линиях зуба, удовлетворяющая условиям эвольвентной линии зуба. В зубчатых передачах, спроектированных и обработанных в соответствии с системой зубьев Кинберга, «точка» на линии зуба, удовлетворяющая условию эвольвенты, находится близко к большому концу зубьев шестерни, поэтому чувствительность шестерни к ошибкам установки и деформации под нагрузкой очень низка, как утверждает Джерри. Согласно техническим данным компании Sen, для спиральной конической шестерни с дугообразной линией зуба обработка может осуществляться путем выбора режущей головки меньшего диаметра, так что «точка» на линии зуба, удовлетворяющая условию эвольвенты, располагается в середине и на большом конце зубчатой ​​поверхности. Между ними обеспечивается такая же устойчивость шестерен к ошибкам установки и деформации корпуса, как и у шестерен Кинберга. Поскольку радиус режущей головки для обработки дугообразных конических шестерен Глисона одинаковой высоты меньше, чем для обработки конических шестерен с теми же параметрами, гарантируется, что «точка», удовлетворяющая условию эвольвенты, будет расположена между серединой и большим концом зубчатой ​​поверхности. В течение этого времени повышается прочность и производительность механизма.

5). В прошлом некоторые считали, что зубчатая система Глисона для зубчатых передач большого модуля уступает зубчатой ​​системе Кинберга, главным образом по следующим причинам:

①. Шестерни Клингенберга обрабатываются методом шлифовки после термообработки, тогда как зубья, обработанные методом усадки при изготовлении шестерен Глисона, не дорабатываются после термообработки, и точность у них ниже, чем у первых.

②. Радиус режущей головки для обработки зубьев с усадкой больше, чем у зубьев Кинберга, и прочность зубчатого колеса хуже; однако радиус режущей головки с зубьями в виде круговой дуги меньше, чем у зубьев с усадкой, что аналогично радиусу зубьев Кинберга. Радиус изготовленной режущей головки эквивалентен.

③. Глисон рекомендовал использовать шестерни с малым модулем упругости и большим количеством зубьев при одинаковом диаметре шестерни, в то время как шестерня Клингенберга с большим модулем упругости использует большой модуль упругости и малое количество зубьев, и прочность на изгиб шестерни в основном зависит от модуля упругости, поэтому прочность на изгиб шестерни Лимберга выше, чем у шестерни Глисона.

В настоящее время при проектировании зубчатых передач в основном используется метод Кляйнберга, за исключением того, что линия зубьев изменена с протяженной эпициклоиды на дугу, а зубья шлифуются после термообработки.