צִיוּדשינוי פרופיל שיניים הוא היבט מכריע בתכנון גלגלי שיניים, ומשפר את הביצועים על ידי הפחתת רעש, רעידות וריכוז מאמץ. מאמר זה דן בחישובים ובשיקולים המרכזיים הכרוכים בתכנון פרופילי שיניים של גלגלי שיניים שעברו שינוי.

1. מטרת שינוי פרופיל השן

שינוי פרופיל השן מיושם בעיקר כדי לפצות על סטיות ייצור, חוסר יישור ועיוותים אלסטיים תחת עומס. המטרות העיקריות כוללות:

• צמצום שגיאות שידור
• מזעור רעשי ורעידות של הילוכים
• שיפור פיזור העומס
• הארכת תוחלת החיים של גלגל השיניים בהתאם להגדרת קשיחות הרשת של גלגל השיניים, ניתן לקירוב את העיוות האלסטי של שיני גלגל השיניים באמצעות הנוסחה הבאה: δa - עיוות אלסטי של השיניים, מיקרומטר; KA - מקדם שימוש, עיין ב-ISO6336-1; wt - עומס ליחידת רוחב שן, ניוטון/מ"מ,wt=Ft/b; Ft - כוח משיק על גלגל השיניים, N; b - רוחב השיניים האפקטיבי של גלגל השיניים, מ"מ; c' - קשיחות רשת שיניים של זוג בודד, N/(מ"מ·μm); cγ - קשיחות רשת ממוצעת, N/(מ"מ·μm).גלגל שיניים

גלגל שיניים משופע

• הקלה בקצההסרת חומר מקצה שן ההילוכים כדי למנוע הפרעה במהלך הרשת.
• הקלה בשורשיםשינוי חלק השורש כדי להפחית את ריכוז המאמץ ולשפר את החוזק.
• הכתרת עופרתיישום עקמומיות קלה לאורך רוחב השן כדי להתאים לחוסר יישור.
• גולת הכותרת של הפרופילהכנסת עקמומיות לאורך הפרופיל המעורבב כדי להפחית מאמצי מגע בקצה.

3. חישובי תכנון

שינויים בפרופיל שן גלגל שיניים מחושבים בדרך כלל באמצעות שיטות אנליטיות, סימולציות ואימות ניסיוני. הפרמטרים הבאים נלקחים בחשבון:

• סכום השינוי (Δ)עומק החומר שהוסר מפני השטח של השן, בדרך כלל נע בין 5 ל-50 מיקרון בהתאם לתנאי העומס.
• גורם פיזור עומס (K): קובע כיצד לחץ המגע מחולק על פני משטח השן שעבר שינוי.
• שגיאת שידור (TE)מוגדר כסטייה של התנועה בפועל מהתנועה האידיאלית, ממוזערת על ידי שינוי פרופיל אופטימלי.
• ניתוח אלמנטים סופיים (FEA)משמש לסימולציה של התפלגויות מאמצים ולאימות שינויים לפני הייצור.

4. שיקולי עיצוב

• תנאי עומסכמות השינוי תלויה בעומס המופעל ובסטיות הצפויות.
• סבילות ייצורנדרשים עיבוד שבבי וליטוש מדויקים כדי להשיג את השינוי הרצוי.
• תכונות חומרקשיותם וגמישותם של חומרי גלגל השיניים משפיעות על יעילותם של שינויי פרופיל.
• סביבה תפעוליתיישומים במהירות גבוהה ועומס גבוה דורשים שינויים מדויקים יותר.

5. שינוי פרופיל השיניים חיוני לייעול ביצועי גלגלי השיניים, להפחתת רעש ולשיפור העמידות. שינוי מתוכנן היטב, המגובה בחישובים וסימולציות מדויקות, מבטיח את אורך החיים והיעילות של גלגלי השיניים ביישומים שונים.

על ידי התחשבות בתנאי עומס, תכונות חומר וטכניקות ייצור מדויקות, מהנדסים יכולים להשיג ביצועי גלגלי שיניים אופטימליים תוך מזעור בעיות תפעוליות.