Анализ жесткости зацепления зубчатых колес

Здравствуйте, я Дженни из компании WUMA в провинции Чжэцзян. Сегодня я расскажу об одном важном свойстве шестерен: жесткости зацепления. Высота вала шестерни (также известная как высота контакта или рабочая высота) — это радиальное расстояние между краями двух зубьев вала шестерни и границей теоретической линии зацепления шестерни. Проще говоря, это часть зуба шестерни, которая фактически входит в зацепление.

Что делает шестерню жесткой или гибкой? Несколько ключевых параметров конструкции:

Модуль/Толщина зуба: Чем больше модуль и толще зуб, тем выше жесткость.

Ширина лица: Чем шире ширина лица, тем выше жесткость (аналогично горизонтальному шву)

Угол давления: Увеличение угла давления «повышает» прочность отдельных зубьев шестерни и улучшает жёсткость передачи. По мере увеличения угла давления общая средняя жёсткость зацепления, как правило, незначительно снижается.

Высота зуба: Увеличение вершины зуба обычно означает, что одновременно находится в зацеплении больше зубьев. Чем больше зубьев делят нагрузку, тем жёстче работает передача, обеспечивая более плавную и тихую работу.

Накладка: Речь идёт о количестве зубьев, находящихся в зацеплении одновременно. Чем больше перекрытие, тем равномернее распределяется нагрузка, что значительно повышает жёсткость и делает работу передачи намного плавнее.

Жёсткость в WUMA Различных редукторах:

1. Редукторы с параллельными валами (наиболее распространённые)

Как для прямозубых, так и для косозубых передач здесь жёсткость сильно изменяется по мере вхождения и выхода зубьев из зацепления. Эти периодические изменения являются основной причиной вибраций и шума.

2. Червячные редукторы

Контакт здесь представляет собой длинную скользящую линию. Перекрытие очень высокое, поэтому жесткость изменяется очень незначительно. Это делает работу привода очень плавной и тихой, однако жесткость всё ещё влияет на передачу мощности и вибрацию.

3. Планетарные редукторы

Несколько малых шестерён (планет) одновременно находятся в зацеплении. Это помогает сгладить изменения жесткости от любой отдельной пары шестерён. Понимание суммарной жесткости крайне важно для анализа динамического поведения.

Позвольте объяснить это проще, более разговорным языком:
Представьте жесткость зацепления коробки передач как сердцебиение.
У каждого есть сердцебиение, верно? Так и у каждой работающей пары шестерён есть своя жесткость зацепления.
Спокойное сердцебиение — ровное, нормальные нагрузки хорошо переносятся шестернями. Но когда вы занимаетесь спортом, сердце начинает биться быстрее; аналогично, при высоких нагрузках или выполнении особо точных задач проблемы с жесткостью проявляются ярче.
Врачи проверяют сердце, чтобы поддерживать его здоровье? Инженеры анализируют жесткость, чтобы создавать лучшие шестерни и устранять неисправности.