Teoria korekcji śladu współpracy zębów przekładni stożkowych i hipoidalnych

Najważniejszym problemem wykonawstwa przekładni stożkowych i hipoidalnych o łukowej linii zębów jest uzyskanie właściwej wielkości, kształtu i lokalizacji śladu współpracy. Szczególnie istotną trudność stanowi ten problem w technologii przekładni hipoidalnych o zmiennej wysokości zębów, w których przestrzenność zazębienia komplikuje teoretyczne określenie wielkości poprawek w ruchu odtaczania dla uzyskania właściwego śladu współpracy. W literaturze jest kilka pozycji na ten temat. Firma Gleason opracowująca technologię przekładni stożkowych i hipoidalnych podaje gotowe recepty na wykonanie uzębienia, lecz nie ujawnia przesłanek teoretycznych. Zmienność kąta przypora wzdłuż linii zęba wywołuje skośność śladu współpracy. Skośnie układający się ślad współpracy jest przyczyną zmniejszenia sumarycznego wskaźnika przypora, a tym samym zmniejszonej wytrzymałości przekładni i wzrostu jej głośności.

Wskaźnik skośności śladu współpracy wynikający ze zmiennej wysokości zębów

Analogicznie jak w przekładniach stożkowych o zmiennej wysokości zębów, tak i w przekładniach hipoidalnych typu Gleasona występuje tzw. normalna skośność śladu współpracy (BIAS IN lub BIAS OUT) wywołana zmiennością kąta przypora wzdłuż linii zęba (chwilowej osi obrotu). Skośność ta powstaje z wyniku technologii uzębienia, gdyż dla osiągnięcia dna wrębu międzyzębnego przez noże głowicy zarówno zębnik jak i koło musi być ustawione w stosunku do płaszczyzny wierzchołków noży głowic pod kątem stożka stóp. Osie głowic do obróbki zębnika i koła nie są zatem równoległe, lecz tworzą ze sobą kąt 0f = 0f1 + 0f2.

Na podstawie analizy położenia chwilowej osi obrotu kół stożkowych i zmiany tego położenia zostały opracowane metody obliczeń ustawczych, pozwalające na wyeliminowanie skośności śladu współpracy kół stożkowych.

Wychodząc z założenia, że przekładnie stożkowe kołowo-łukowe o przecinających się osiach są szczególnym przypadkiem przekładni ogólnych, można ustalić zależność wyrażającą zmienność kąta przypora wzdłuż linii zębów przekładni hipoidalnych. Przyjmując, że odpowiednikami aksoid-stożków przekładni stożkowej są aksoidy-hiperboloidy przekładni ogólnej.

Rozwiązaniem ogólnym, które spełniałoby warunek niewystąpienia skośności śladu współpracy jest dobór takich aksoid wykonawczych, które dałyby wskaźnik skośności równy co do wielkości i przeciwny znakiem. W praktyce, w wyniku obróbki cieplnej zęba następuje jego odkształcenie wprowadzające odwrotną skośność śladu współpracy. Również zachowanie niewielkiej skośności zewnętrznej (BIAS OUT) w trakcie docierania zębów ułatwia i przyspiesza proces. Z tego względu można stosować korekcję niepełną skośności, ograniczając się głównie do pierwszego najbardziej znaczącego członu równania.

Drukuj