Jak obliczyć wytrzymałość koła zębatego?

Za pomocą obliczania wytrzymałości kół zębatych, prowadzi się do optymalnego wykorzystania materiału, a także do zabezpieczenia przekładni, nawet w sytuacjach intensywnej jej eksploatacji zwiększonymi obciążeniami. Dokonując obliczeń wytrzymałości kół zębatych, uwzględnia się różne czynniki, np.: odkształcenie zębów kół, dynamikę systemu,  brak współosiowości. Co jeszcze warto wiedzieć o obliczaniu wytrzymałości koła zębatego? Sprawdź!

Metody obliczania wytrzymałości koła zębatego

Określenie naprężeń w podstawie zęba napędu zębatego odbywa się z zastosowaniem metod, w których zalecane są normy DIN lub ISO.

Aby uściślić obliczenia i zoptymalizować cechy konstrukcyjne przekładni zębatych, należy zastosować takie techniki określania naprężeń, dzięki którym będzie można dokonać analizy wpływu cech geometrycznych określonych kół zębatych, uwzględniając przy tym parametry narzędzia na wysokości naprężeń. Obecnie do wyznaczenia naprężenia w podstawie zęba stosuje się metody komputerowe. Wymienia się techniki numeryczne, w tym np. metodę elementów skończonych, określaną skrótem MES. Polega ona na podziale zęba na określoną liczbę elementów, a także na rozwiązaniu właściwej liczby równań liniowych. Kolejnym sposobem jest MEB, czyli metoda elementów brzegowych. Ta wymaga mniejszej liczby węzłów obliczeniowych, które znajdują się na zarysie zęba. Następnie wykonuje się równania liniowe.

Obliczanie wytrzymałości koła zębatego w praktyce

Szukając wytrzymałego koła zębatego, warto skorzystać z oferty producenta, np. Zakładu Mechanicznego Glimag.

W praktyce obliczanie wytrzymałości składa się z trzech elementów:

• obliczania zębów na zginanie;

• obliczania zębów na zużycie;

• obliczania przekładni na zagrzanie.

Ostatni element jest najbardziej istotny. W aspekcie niewielkich prędkości obwodowych powinno się uwzględniać wytrzymałość na zginanie. Na dużych prędkościach głównie oblicza się zużycie, biorąc pod szczególną uwagę nacisk powierzchniowy i czas trwania. Przy znacznych obciążeniach i dużych prędkościach zaleca się obliczanie dodatkowo koła na zagrzanie. Obliczenia służą do określenia wymiarów zębów i kół, materiału, który najlepiej się sprawi, a także najkorzystniejszego sposobu obróbki cieplnej, co razem da wybrany poziom wytrzymałości koła.