Analyse der Zahnradverzahnungssteifigkeit

Hallo, ich bin Jenny von WUMA in Zhejiang. Heute werde ich über eine wichtige Eigenschaft von Zahnrädern sprechen: die Verzahnungssteifigkeit. Die Getriebewellenhöhe (auch bekannt als Kontaktfläche oder Arbeitsbreite) ist der radiale Abstand zwischen den Kanten der beiden Zähne der Getriebewelle und der Grenze der theoretischen Zahnradlinie. Einfach gesagt bezeichnet sie den Teil des Zahnkranzes, der tatsächlich eingreift.

Was macht ein Zahnrad steif oder flexibel? Einige entscheidende Faktoren im Design:

Modul/Zahnstärke: Je größer das Modul und je dicker der Zahn ist, desto höher ist die Steifigkeit.

Stirnseite: Je breiter die Stirnseite ist, desto höher ist die Steifigkeit (ähnlich wie bei einer horizontalen Naht)

Druckwinkel: Die Erhöhung des Druckwinkels "verstärkt" die Zahnfestigkeit einzelner Zähne und verbessert die Steifigkeit des Zahnrads. Mit steigendem Druckwinkel nimmt die durchschnittliche Eingriffsteifigkeit tendenziell leicht ab.

Zahnkopfhöhe: Wenn die Zahnspitze höher gemacht wird, sind normalerweise mehr Zähne gleichzeitig im Eingriff. Wenn mehr Zähne die Last teilen, wird das Zahnrad steifer und läuft ruhiger und leiser.

Überdeckung: Dies bezieht sich darauf, wie viele Zähne gleichzeitig miteinander im Eingriff sind. Eine größere Überdeckung bedeutet, dass die Last gleichmäßiger verteilt wird, was die Steifigkeit deutlich erhöht und ein viel ruhigeres Laufverhalten ermöglicht.

Steifigkeit in WUMA Verschiedenen Getrieben:

1. Parallelwellen-Getriebe (am gebräuchlichsten)

Bei Gerad- und Schrägverzahnungen ändert sich hier die Steifigkeit stark, während die Zähne nacheinander in den Eingriff kommen und wieder austreten. Diese periodische Änderung ist eine Hauptursache für Vibrationen und Geräusche.

2. Schneckengetriebe

Der Kontakt hier ist eine lange, gleitende Linie. Die Überlappung ist sehr hoch, wodurch sich die Steifigkeit nur wenig verändert. Dies macht den Antrieb sehr ruhig und leise, doch die Steifigkeit beeinflusst dennoch die Leistungsaufnahme und Vibration.

3. Planetengetriebe

Mehrere kleine Zahnräder (Planeten) greifen gleichzeitig ineinander. Dadurch werden die Steifigkeitsänderungen einzelner Zahnradpaare gemittelt. Das Verständnis der Gesamtsteifigkeit ist sehr wichtig für das dynamische Verhalten.

Lassen Sie es mich einfacher und umgangssprachlicher ausdrücken:
Stellen Sie sich die Eingriffssteifigkeit eines Getriebes wie einen Herzschlag vor.
Jeder hat einen Herzschlag, richtig? Nun, jedes arbeitende Zahnradpaar hat ebenfalls eine Eingriffssteifigkeit.
Ein ruhiger Herzschlag ist gleichmäßig – normale Lasten sind für Zahnräder kein Problem. Doch beim Sport schlägt das Herz schneller; ähnlich dazu treten bei hohen Lasten oder besonders präzisen Aufgaben Steifigkeitsprobleme auf.
Ärzte überprüfen das Herz, um es gesund zu halten? Ingenieure überprüfen die Steifigkeit, um bessere Zahnräder zu konstruieren und Probleme zu beheben.