При нарезании стандартных зубчатых колес с числом зубьев меньше 17 возникает такое отрицательное явление, как подрезание ножки зуба. Подрезание — это процесс, при котором нижняя часть профиля зуба у основания становится слишком тонкой и слабой. Это происходит из-за геометрии инструмента, используемого для нарезания зубьев, и формы профиля зуба.
Основные причины и последствия подрезания:
Геометрия инструмента: Стандартные инструменты для нарезания зубчатых колес, такие как шестеренные фрезы и долбяки, имеют фиксированный профиль, который предназначен для оптимальной работы с определённым диапазоном числа зубьев. Когда число зубьев меньше 17, профиль инструмента взаимодействует с заготовкой таким образом, что нижняя часть зуба оказывается подрезанной.
Снижение прочности: Подрезанные зубья имеют меньшую механическую прочность из-за уменьшения площади поперечного сечения у основания. Это делает их более уязвимыми к поломкам под нагрузкой.
Увеличение износа: Из-за ослабленного профиля зуба происходит более интенсивный износ, что сокращает срок службы зубчатого колеса.
Ухудшение кинематики: Подрезание может привести к ухудшению кинематических характеристик передачи, так как подрезанные зубья могут не обеспечивать плавное зацепление, что приводит к вибрациям и шуму.
Для предотвращения подрезания применяют различные методы:
- Изменение профиля зуба: Использование модифицированных профилей зуба, таких как профиль с эвольвентой с увеличенной высотой головки и уменьшенной высотой ножки.
- Использование коррекции: Применение положительной коррекции профиля, что позволяет сохранить достаточную толщину основания зуба.
- Специальные инструменты: Использование специальных инструментов, которые учитывают особенности нарезания зубьев с малым числом.
В итоге, при проектировании зубчатых передач необходимо учитывать это явление и применять соответствующие методы для обеспечения надежности и долговечности механизма.