Lyhyt johdatus hammaspyörän profiilin muokkaukseen

I. Miksi hammaspyörän profiilin muokkaus on tarpeen? (Tarkoitukset ja välttämättömyys)

1. Kimmoisa muodonmuutos : Voiman siirrossa hammaspyörissä, akselissa ja laakereissa tapahtuu pieniä kimmoisia muodonmuutoksia. Tämä saa aikaan sen, että akseloivan hammaspyörän hampaan juuri "leikkaa liian syvälle" vastahammaspyörän hampaan kärkeen (niin sanottu "interferenssi"), mikä aiheuttaa iskun, värähtelyjä ja melua.
2. Valmistus- ja asennusvirheet : Hammaspyörissä esiintyy pieniä jakovirheitä ja hampaan profiilipoikkeamia. Asennuksen yhteydessä voi ilmetä keskusvälin virheitä ja epäkeskiset akselit. Nämä virheet häiritsevät ideaalista hampaiden hakeutumista.
3. Lämpömuodostus : Järjestelmän käytön aikana syntynyt lämpö aiheuttaa lämpölaajenemista vaihdelaatikossa ja hammaspyörissä, mikä muuttaa alkuperäisiä hakeutumisolosuhteita.

• Hampaan kärjen reunakosketus : Voimistunut hampaiden hakeutumisisku.
• Jännityskeskittyminen : Liian suuri kosketusjännitys hampaiden kärjissä ja juurissa.
• Lisääntynyt värähtely ja melu : Siirron stabiilius ja mukavuus heikentyneet.
• Alentunut hyötysuhde : Energiahäviö ylimääräisen kitkan ja iskun vuoksi.

II. Tärkeimmät muokkauksen tyypit

1. Hampaiden profiilin muokkaus – Muokkaus hampaiden korkeussuunnassa
   Se tarkoittaa hampaan profiilin muotoa muuttamista päätytasossa, joka on kohtisuorassa hammaspyörän akselia vastaan. Päätyyppejä ovat:
   • Kärjen poisto : Yleisimmin käytetty hampaan profiilin muokkausmenetelmä, jossa ohennetaan hieman evoluuttiprofiilin hampaan kärjen lähialuetta. Sen tarkoituksena on kompensoida peruspistevirheitä ja hammaspyörän hampaan muodonmuutoksia, välttää hampaan kärjen reuna kosketusta sekä syvenemis- ja irrotusiskuja, ja varmistaa sileä voimansiirto.
   • Juuren vapautus : Hammaspyörän juuren ohentaminen vastahammaspyörän hampaan kärkeä vastaavalla alueella. Sen tarkoituksena on estää vastahammaspyörän hampaan kärjen ja nykyisen hammaspyörän juuren välinen törmäys, ja helpottaa sileää siirtymistä hampaiden kohdistuessa.
   • Halkaisijamuokkaus : Hampaan profiilin muotoilu lieväksi tambuurimalliseksi, jossa keskiosa on hieman ulospäin painuneinen. Sen tarkoituksena on kompensoida hammaspyörän epäkeskista kuormitusta ja asennusvirheitä, jolloin kuorma keskittyy paremmin hampaan pinnan keskiosalle ja reunoilla oleva jännityskeskittyminen vältetään.
2. Hampaanjäljen muokkaus – Muokkaus hampaan leveyden suunnassa
   Tarkoittaa hampaan pinnan muokkaamista hammasakselin suuntaan. Tärkeimmät tyypit ovat:
   • Hampaanpään poisto : Hampaan molempia päätyjä ohennetaan sopivasti hampaan jäljen suunnassa. Sen tarkoituksena on kompensoida akselin ja vaihdelaatikon muodonmuutoksia sekä hammaspyörän jälkivirheitä, estää jännityskeskittymistä hampaan päissä ja parantaa kuormituksen jakautumista hampaan pinnalla.
   • Hampaan kaarevuusmuokkaus : Hampaan pinta muotoillaan kevyeksi tambuurimaiseksi hampaan leveyden suunnassa (koholla keskellä ja matalampi molemmissa päissä). Tämä on tehokkain tapa muokata hampaan jälkeä, ja se voi merkittävästi kompensoida akselin vääntömuodonmuutoksen ja asennusvirheiden aiheuttamaa epäkeskistä kuormitusta, keskittää kosketuskuvion hampaan keskiosaan ja parantaa kantavuutta sekä käyttöikää.

III. Miten toteuttaa hammasprofiilin muokkaus? (Valmistusmenetelmät)

1. Muokattu hionta : Tarkin ja yleisimmin käytetty menetelmä. CNC-ohjatulla hionnalla ohjataan hiomakiven liikerataa ohjelmallisesti, jolloin saadaan suoraan hiottua vaadittu muokattu hammastaso. Tämä on ensisijainen menetelmä monimutkaisten muokkausten (kuten pyöristettyjen hampaiden) toteuttamiseen.
2. Muokattu sivellys : Pehmeille hammastasopinnoille voidaan käyttää muokattua sivelintä, joka siirtää muokkausmäärän hammaspyörän hammastasoon.
3. Muokattu honaus : Periaatteeltaan samankaltainen kuin sivellys, muokattua honauspyörää käytetään lämpökäsiteltyjen hammaspyörien viimeistelyyn. Se parantaa pinnan laatua ja saavuttaa tietyssä määrin myös profiilin muokkauksen.

Johtopäätös