Gleason-fog csiszolása és Kinberg-fog lecsiszolása

Amikor a fogak száma, a modulus, a nyomásszög, a hélixszög és a marófej sugara megegyezik, a Gleason-féle ívkontúr-fogak és a Kinberg-féle cikloidkontúr-fogak szilárdsága megegyezik. Ennek okai a következők:

1). A szilárdság kiszámításának módszerei ugyanazok: Gleason és Kinberg kidolgozták saját szilárdságszámítási módszereiket a spirális kúpkerekek számára, és összeállították a megfelelő fogaskerék-tervezési elemző szoftvert. De mindegyikük a Hertz-képletet használja a fogfelület érintkezési feszültségének kiszámításához; a 30 fokos érintő módszert használja a veszélyes szakasz megtalálásához, a terhelést a fogcsúcsra hozza a foggyökér hajlítási feszültségének kiszámításához, és a fogfelület középpontjának megfelelő hengeres fogaskerékét használja a becsült értékhez. Számítsa ki a spirális kúpkerekek fogfelület érintkezési szilárdságát, nagy hajlítószilárdságát és a fogfelület ragasztással szembeni ellenállását.

2). A hagyományos Gleason fogazatrendszer a nyersdarab paramétereit a nagy vég végfelületi modulusa, például a csúcsmagasság, a foggyökér magassága és a munkafog magassága alapján számítja ki, míg a Kinberg a nyersdarabot a középponti paraméter normális modulusa alapján számítja ki. A legújabb Agma fogaskerék-tervezési szabvány egységesíti a spirális kúpkerekes fogaskerék-nyereség tervezési módszerét, és a nyersdarab paramétereit a fogaskerék fogainak középponti normális modulusa szerint tervezik. Ezért az azonos alapvető paraméterekkel (például: fogszám, középponti normális modulus, középponti spirálszög, normál nyomásszög) rendelkező spirális kúpkerekek esetében, függetlenül attól, hogy milyen fogkialakítást használnak, a középponti normális metszet méretei alapvetően azonosak; és az egyenértékű hengeres fogaskerék paraméterei a középponti szakaszon konzisztensek (az egyenértékű hengeres fogaskerék paraméterei csak a fogak számára, a menetemelkedési szögre, a normál nyomásszögre, a középponti spirálszögre és a fogaskerék fogfelületének középpontjára vonatkoznak. A menetemelkedési kör átmérője összefügg), így a két fogrendszer szilárdsági ellenőrzésénél használt fogforma-paraméterek alapvetően megegyeznek.

3). Amikor a fogaskerék alapvető paraméterei azonosak, a fog alsó horony szélességének korlátozása miatt a szerszámcsúcs csúcssugara kisebb, mint a Gleason-féle fogaskerék-kialakításnál. Ezért a foggyökér túlzott ívének sugara viszonylag kicsi. A fogaskerék-elemzés és a gyakorlati tapasztalatok szerint a szerszámcsúcs nagyobb ívsugara növelheti a foggyökér túlzott ívének sugarát, és javíthatja a fogaskerék hajlítási ellenállását.

Mivel a Kinberg cikloidális kúpkerekek precíziós megmunkálása csak kemény fogfelületekkel lehetséges, míg a Gleason körívű kúpkerekek termikus utócsiszolással dolgozhatók fel, amely lehetővé teszi a foggyökér-kúpfelület és a foggyökér átmeneti felületének megvalósítását. A fogfelületek közötti túlzott simaság csökkenti a feszültségkoncentráció lehetőségét a fogaskeréken, csökkenti a fogfelület érdességét (elérheti az Ra≦0,6 µm értéket), és javítja a fogaskerék indexelési pontosságát (elérheti a GB3∽5 fokozatú pontosságot). Ily módon javítható a fogaskerék teherbírása és a fogfelület ragasztással szembeni ellenállása.

4). A Klingenberg által a kezdeti időkben alkalmazott kvázi-involúciós fogazású spirális kúpkerék kevéssé érzékeny a fogaskerékpár beépítési hibájára és a sebességváltó deformációjára, mivel a foghossz irányában a fogvonal evolvens. Gyártási okokból ezt a fogrendszert csak néhány speciális területen használják. Bár Klingenberg fogvonala ma már egy kiterjesztett epicikloid, és a Gleason-fogrendszer fogvonala egy ív, a két fogvonalon mindig lesz egy pont, amely kielégíti az evolvens fogvonal feltételeit. A Kinberg fogrendszer szerint tervezett és megmunkált fogaskerekeknél a fogvonalon az evolvens feltételnek megfelelő „pont” a fogaskerék fogainak nagy vége közelében található, így a fogaskerék érzékenysége a beépítési hibákra és a terhelés okozta deformációra nagyon alacsony, állítja Gerry. A Sen cég műszaki adatai szerint az íves fogsorú spirális kúpkerekek esetében a fogaskerék megmunkálásához kisebb átmérőjű vágófejet kell választani, így a fogvonalon az evolvens feltételnek megfelelő „pont” a fogfelület középpontjában és nagy végén helyezkedik el. A kettő között biztosítható, hogy a fogaskerekek ugyanolyan ellenállóak legyenek a beépítési hibákkal és a dobozdeformációval szemben, mint a Kling Berger fogaskerekek. Mivel a Gleason íves kúpkerekek azonos magasságú megmunkálásához használt vágófej sugara kisebb, mint az azonos paraméterekkel rendelkező kúpkerekek megmunkálásához, az evolvens feltételnek megfelelő „pont” garantáltan a fogfelület középpontja és nagy vége között helyezkedik el. Ez idő alatt a fogaskerék szilárdsága és teljesítménye javul.

5). A múltban egyesek úgy gondolták, hogy a nagy modulú fogaskerék Gleason fogrendszere gyengébb a Kinberg fogrendszernél, főként a következő okok miatt:

1. A Klingenberg fogaskerekeket a hőkezelés után kaparják, de a Gleason fogaskerekek által megmunkált zsugorodási fogak a hőkezelés után nem fejeződnek be, és a pontosságuk nem olyan jó, mint az előbbieknél.

②. A zsugorodási fogak megmunkálásához használt vágófej sugara nagyobb, mint a Kinberg-fogaké, és a fogaskerék szilárdsága is rosszabb; azonban a köríves fogakkal ellátott vágófej sugara kisebb, mint a zsugorodási fogak megmunkálásához használt vágófej sugara, ami hasonló a Kinberg-fogakéhoz. A vágófej sugara ezzel egyenértékű.

③. Gleason korábban azonos fogaskerék-átmérő esetén kis modulusú és nagy fogszámú fogaskerekeket ajánlott, míg a Klingenberg nagy modulusú fogaskerék nagy modulust és kis fogszámot használ, és a fogaskerék hajlítószilárdsága főként a modulustól függ, tehát a gramm. A Limberg hajlítószilárdsága nagyobb, mint a Gleasoné.

Jelenleg a fogaskerekek tervezése alapvetően Kleinberg módszerét alkalmazza, azzal a különbséggel, hogy a fogsort kiterjesztett epicikloidból ívvé változtatják, és a fogakat hőkezelés után köszörülik.