Dlaczego „idealne” koło zębate ma 20 zębów?
Dlaczego polecamy zębniki Apex Dynamics z 20 zębami? Dlaczego wartości siły posuwu nie zwiększają się przy większej liczbie zębów? Przeczytaj artykuł żeby poznać odpowiedzi na te i inne pytania!
Koło zębate z mniejszą ilością zębów niż 20
Zębniki o liczbie zębów mniejszej niż 20 wymagają zmiany konstrukcji profilu przez zastosowanie współczynnika zmiany profilu, korygującego średnicę roboczą – dw. Niestety prowadzi to, podczas produkcji kół zębatych, również do zmiany profilu zęba poprzez podcięcie – co jest nieprzyjemnym skutkiem ubocznym. Gdy liczba zębów frezowanego koła jest mniejsza niż 17 (przy kącie nacisku 200) w podstawie zęba pojawia się wnęka – im mniej zębów tym wnęka staje się większa. To wydrążenie osłabia ząb dzięki czemu wzrasta jego czułość na złamanie. Usuwana jest ważna część powierzchni poniżej koła podziałowego tak, że ta część boku nie ma już kontaktu podczas pracy z listwą zębatą. Dla lepszego wyjaśnienia tego zjawiska, na rysunkach poniżej przedstawiono trzy wersje koła zębatego o 10-ciu zębach i kącie nacisku a=200.
Rysunek A:
Zastosowano korektę x=+0.5 - zęby mają szeroką podstawę.
Rysunek B:
Nie zastosowano żadnej korekty – można zaobserwować niewielkie podcięcie i lekko osłabioną podstawę zęba.
Rysunek C:
Zastosowano korektę x= - 0.5 – podstawa zęba jest znacznie osłabiona a podcięcie jest wyraźne.
Koła zębate mające mniej niż 20 zębów charakteryzują się podczas pracy większym poziomem hałasu, wibracjami, szybszym zużyciem i mniejszą odpornością na pękanie. Problem ten można rozwiązać poprzez zwiększenie kąta nacisku czy zmniejszenie wysokości zęba.
Wady i zalety kół zębatych z ilością zębów mniejszą niż 20
Wady:
Niższy moment obrotowy
Szybsze zużycie dzięki wyższym prędkościom zębnika.
Mniejsza odporność na pękanie poprzez węższą podstawę zęba.
Zalety:
Większa precyzja ze względu na mniejszą średnicę.
Koło zębate z większą ilością zębów niż 20
W wielu przypadkach wygodniej jest używać zębników z ilością zębów większą niż 20, ponieważ nie ma ryzyka podcięcia zębów, więc nie ma mowy o współczynniku zmiany profilu, a podstawa zęba pozostaje ładna i szeroka. Można powiedzieć, że taki zębnik jest idealny, jednak wciąż istnieją zastrzeżenia. Większe koła zajmują więcej miejsca w maszynie a aby utrzymać niższą prędkość napędu, potrzebna jest większa redukcja, co często prowadzi do konieczności zastosowania wielostopniowej przekładni.
Wady i zalety kół zębatych z ilością zębów większą niż 20
Wady:
Mniejsza dokładność. Jeżeli w napędzie występuje niewielki luz, zostanie on powiększony ze względu na większą średnicę zębnika.
Przenoszony moment obrotowy nieznacznie wzrasta, ale siła posuwu maleje.
Większa redukcja: w przypadku zębnika z 30-40 zębami należy zastosować przekładnię o wysokim przełożeniu. Przekładnia o wyższym przełożeniu często jest droższa.
Zalety:
Łatwy i niedrogi montaż
PODSUMOWANIE
Z powyższych informacji wynika, że zębnik z 20 zębami jest „idealny”. Właśnie dlatego Apex Dynamics wynalazł zębnik „Curvic Plate” w którym moment obrotowy, luz, zużycie i serwisowanie są optymalne. Serwisowanie oznacza łatwość wymiany. Jest to ważne, ponieważ w układzie silnik-przekładnia-zębnik to właśnie koło zębate będzie najbardziej wrażliwe na zużycie (poprzez bezpośredni kontakt z listwą zębatą w otwartej przestrzeni). Koło zębate Curvic Plate można łatwo wymienić poprzez poluzowanie środkowej śruby. Koła Curvic Plate są produkowane na stan magazynowy przez co są szybko dostępne!
