I. Почему необходима модификация профиля зубчатого колеса? (Цели и необходимость)

1. Упругая деформация: Во время передачи мощности в зубьях зубчатых колес, валах и подшипниках происходит небольшая упругая деформация. Это приводит к тому, что корень зуба ведущего зубчатого колеса «перерезает» вершину зуба ведомого зубчатого колеса (известно как «интерференция»), что приводит к ударам, вибрации и шуму.
2. Ошибки изготовления и установки: Сами зубчатые колеса имеют небольшие ошибки шага и отклонения профиля зуба. Во время установки могут быть ошибки межосевого расстояния и несоосность осей. Эти ошибки нарушают идеальное состояние зацепления.
3. Термическая деформация: Тепло, выделяемое во время работы системы, вызывает тепловое расширение корпуса редуктора и зубчатых колес, изменяя первоначальные условия зацепления.

• Контакт краев зубьев: Усиление ударного воздействия при зацеплении.
• Концентрация напряжений: Чрезмерно высокое контактное напряжение на вершинах и корнях зубьев.
• Повышенная вибрация и шум: Нарушение стабильности и комфорта передачи.
• Снижение эффективности: Потеря энергии из-за дополнительного трения и ударов.

II. Основные типы модификации

1. Модификация профиля зуба - модификация по высоте зуба
    
   Она включает в себя изменение формы профиля зуба в торцевой плоскости, перпендикулярной оси зубчатого колеса. Основные типы включают:
   • Скругление вершины: Наиболее часто используемый метод модификации профиля зуба, который включает в себя соответствующее утонение небольшой части профиля зуба эвольвенты вблизи вершины зуба. Его цель - компенсировать ошибки основного шага и деформацию зуба, избежать контакта краев зуба, а также ударов при входе и выходе из зацепления, и обеспечить плавную передачу.
   • Скругление корня: Утонение корня зубчатого колеса в области, соответствующей вершине зуба сопряженного зубчатого колеса. Его цель - предотвратить интерференцию между вершиной зуба сопряженного зубчатого колеса и корнем текущего зубчатого колеса, а также облегчить плавный переход во время зацепления.
   • Бочкообразная модификация: Придание профилю зуба слегка бочкообразной формы, при которой средняя часть слегка выступает. Его цель - компенсировать эксцентричную нагрузку на зубчатое колесо и ошибки установки, позволяя лучше концентрировать нагрузку в середине поверхности зуба и избегая концентрации напряжений на краях.
2. Модификация траектории зуба - модификация по ширине зуба
    
   Она относится к изменению формы поверхности зуба в направлении, параллельном оси зубчатого колеса. Основные типы включают:
   • Скругление концов зуба: Соответствующее утонение обоих концов зуба вдоль направления траектории зуба. Его цель - компенсировать деформацию вала и корпуса редуктора, а также ошибки винтовой линии зубчатого колеса, предотвратить концентрацию напряжений на концах зуба и улучшить распределение нагрузки на поверхности зуба.
   • Бочкообразная модификация зуба: Придание поверхности зуба слегка бочкообразной формы по ширине зуба (выпуклость посередине и понижение на обоих концах). Являясь наиболее эффективным методом модификации траектории зуба, она может значительно компенсировать эксцентричную нагрузку, вызванную деформацией вала при кручении и неточностью установки, концентрируя контактную картину в середине поверхности зуба и улучшая несущую способность и срок службы.

III. Как добиться модификации профиля зубчатого колеса? (Методы производства)

1. Шлифование модифицированных зубчатых колес: Наиболее точный и часто используемый метод. На станке для шлифования зубчатых колес с ЧПУ траектория движения шлифовального круга контролируется с помощью программного обеспечения для непосредственного шлифования требуемого модифицированного профиля зуба. Это предпочтительный метод для достижения сложных модификаций (например, бочкообразных зубьев).
2. Шейвинг модифицированных зубчатых колес: Для зубчатых колес с мягкими поверхностями зуба для шейвинга можно использовать модифицированный резец, передавая величину модификации на поверхность зуба зубчатого колеса.
3. Хонингование модифицированных зубчатых колес: По принципу аналогично шейвингу зубчатых колес, для финишной обработки термообработанных зубчатых колес используется модифицированный хонинговальный круг. Это не только улучшает качество поверхности, но и позволяет достичь определенной степени модификации.

Заключение