Шліфування зуба Глісона та скошування зуба Кінберга

Коли кількість зубів, модуль пружності, кут тиску, кут нахилу спіралі та радіус різальної головки однакові, міцність дугоподібних контурних зубів Глісона та циклоїдних контурних зубів Кінберга однакова. Причини такі:

1). Методи розрахунку міцності однакові: Глісон і Кінберг розробили власні методи розрахунку міцності для конічних зубчастих коліс зі спіраллю та склали відповідне програмне забезпечення для аналізу конструкцій зубчастих коліс. Але всі вони використовують формулу Герца для розрахунку контактного напруження поверхні зуба; використовують метод 30-градусної дотичної для знаходження небезпечної ділянки, прикладають навантаження до вершини зуба для розрахунку напруження згину кореня зуба та використовують еквівалентну циліндричну шестерню середньої ділянки поверхні зуба для наближеного розрахунку контактної міцності поверхні зуба, міцності зуба на вигин та опору поверхні зуба склеюванню конічних зубчастих коліс зі спіраллю.

2). Традиційна система зубчастих передач Gleason розраховує параметри заготовки шестерні відповідно до модуля торця великої головки, такого як висота вершини, висота кореня зуба та висота робочого зуба, тоді як Kinberg розраховує заготовку шестерні відповідно до нормального модуля середньої точки. Найновіший стандарт проектування шестерень Agma уніфікує метод проектування заготовки спіральної конічної шестерні, а параметри заготовки шестерні розраховуються відповідно до нормального модуля середньої точки зубів шестерні. Тому для гвинтових конічних шестерень з однаковими основними параметрами (такими як: кількість зубів, середній нормальний модуль, середній кут нахилу спіралі, нормальний кут тиску), незалежно від того, який тип конструкції зуба використовується, розміри середнього нормального перерізу в основному однакові; а параметри еквівалентної циліндричної шестерні в середній точці перерізу є узгодженими (параметри еквівалентної циліндричної шестерні пов'язані лише з кількістю зубів, кутом кроку, кутом нормального тиску, кутом нахилу спіралі в середній точці та середньою точкою поверхні зуба шестерні. Діаметр ділильної окружності пов'язаний), тому параметри форми зуба, що використовуються під час перевірки міцності двох систем зубів, в основному однакові.

3). Коли основні параметри шестерні однакові, через обмеження ширини канавки основи зуба, радіус кута кінчика інструменту менший, ніж у конструкції шестерні Глісона. Тому радіус надмірної дуги кореня зуба відносно невеликий. Згідно з аналізом шестерень та практичним досвідом, використання більшого радіуса дуги верхівки інструменту може збільшити радіус надмірної дуги кореня зуба та підвищити опір шестерні вигину.

Оскільки прецизійна обробка циклоїдних конічних шестерень Kinberg може бути виконана лише з твердими поверхнями зубів, тоді як конічні шестерні Gleason з круговою дугою можуть бути оброблені термічним подальшим шліфуванням, що дозволяє отримати поверхню кореневого конуса та перехідну поверхню кореня зуба. Надмірна гладкість між поверхнями зубів зменшує можливість концентрації напружень на шестерні, зменшує шорсткість поверхні зуба (може досягати Ra ≦ 0,6 мкм) та покращує точність індексації шестерні (може досягати класу точності GB3∽5). Таким чином, можна підвищити несучу здатність шестерні та здатність поверхні зуба протистояти склеюванню.

4). Квазіевольвентна конічна зубчаста передача зі спіральним зубом, прийнята Клінгенбергом на початку, має низьку чутливість до похибки встановлення зубчастої пари та деформації коробки передач, оскільки лінія зуба в напрямку довжини зуба є евольвентною. З виробничих причин ця система зубів використовується лише в деяких спеціальних галузях. Хоча лінія зубів Клінгенберга зараз є розширеною епіциклоїдою, а лінія зуба системи зубів Глісона - дугою, на двох лініях зубів завжди буде точка, яка задовольняє умови евольвентної лінії зубів. У зубчастих передачах, розроблених та оброблених відповідно до системи зубців Кінберга, «точка» на лінії зубців, яка відповідає умові евольвенти, знаходиться близько до великого кінця зубців шестерні, тому чутливість шестерні до похибки встановлення та деформації навантаження дуже низька, за словами Джеррі. Згідно з технічними даними компанії Sen, для спіральної конічної шестерні з дугоподібною лінією зубців шестерню можна обробляти, вибравши різальну головку меншого діаметра, щоб «точка» на лінії зубців, яка відповідає умові евольвенти, розташовувалася посередині та посередині великого кінця поверхні зубців. Між цими зонами гарантується, що шестерні мають таку ж стійкість до похибок встановлення та деформації коробок, як і шестерні Клінга Бергера. Оскільки радіус різальної головки для обробки дугоподібних конічних шестерень Глісона однакової висоти менший, ніж для обробки конічних шестерень з тими ж параметрами, «точка», яка відповідає умові евольвенти, гарантовано знаходиться між середньою точкою та великим кінцем поверхні зубців. За цей час покращуються міцність та експлуатаційні характеристики шестерні.

5). У минулому деякі люди вважали, що зубчаста система Глісона великої модульної передачі поступається зубчастій системі Кінберга, головним чином з таких причин:

①. Шестерні Клінгенберга очищаються після термічної обробки, але усадочні зубці, оброблені шестернями Глісона, не завершуються після термічної обробки, і точність не така висока, як у попередніх.

2. Радіус різальної головки для обробки усадкових зубів більший, ніж у зубів Кінберга, а міцність шестерні гірша; однак, радіус різальної головки з дугоподібними зубами менший, ніж для обробки усадкових зубів, що подібно до радіуса зубів Кінберга. Радіус виготовленої різальної головки еквівалентний.

③. Глісон рекомендував використовувати шестерні з малим модулем пружності та великою кількістю зубців при однаковому діаметрі шестерні, тоді як шестерня Клінгенберга з великим модулем пружності використовує великий модуль пружності та невелику кількість зубців, а міцність шестерні на вигин залежить переважно від модуля, тому міцність на вигин Лімберга більша, ніж у Глісона.

В даний час конструкція зубчастих передач в основному використовує метод Кляйнберга, за винятком того, що лінія зубців змінюється з розширеної епіциклоїди на дугу, а зубці шліфуються після термічної обробки.