Crowning:Perbaikan untuk pengurangan kebisingan dan ketidaksejajaran pada roda gigi

Kereta roda gigi yang bising telah menjadi masalah umum bagi perancang roda gigi untuk waktu yang lama. Dengan tuntutan untuk gearbox yang lebih kecil yang mentransmisikan lebih banyak daya pada rpm yang lebih tinggi dan tuntutan yang sudah ada untuk efisiensi yang lebih besar, para insinyur roda gigi selalu mencari cara baru untuk mengurangi getaran dan membatasi kebisingan, tanpa meningkatkan biaya.

Beberapa solusi populer untuk masalah gigi yang bising termasuk memperbesar pinion untuk mengurangi undercut; menggunakan Phenolic, Delrin atau produk peredam bising lainnya, jika memungkinkan; atau mengubah ke kereta roda gigi heliks. Metode lain termasuk spesifikasi pengencangan untuk memastikan kualitas gigi yang lebih baik atau mendesain ulang karakteristik penyerapan akustik dari gearbox. Kadang-kadang, eksperimen dengan rasio roda gigi dapat membatasi amplifikasi frekuensi harmonik, yang sebaliknya dapat menyebabkan kotak roda gigi memperkuat kebisingan seperti sistem stereo yang disetel dengan baik. Insinyur juga dapat mempelajari persyaratan material dan kekerasan, sehingga modifikasi dapat dilakukan untuk meminimalkan distorsi perlakuan panas atau mungkin menghilangkan kebutuhan akan perlakuan panas seluruhnya. Perhatian khusus juga harus diberikan pada geometri roda gigi untuk memastikan kontak maksimum.

Gambar 1.

Pendekatan lain untuk masalah kebisingan gigi yang menghasilkan hasil yang baik adalah mahkota atau laras gigi. Teknik ini melibatkan perubahan ketebalan chordal gigi sepanjang sumbunya. Modifikasi ini menghilangkan bantalan ujung dengan menawarkan bantalan kontak di tengah roda gigi.

Manfaat kedua dari pendekatan mahkota untuk pemotongan roda gigi adalah meminimalkan masalah ketidaksejajaran, yang disebabkan oleh pemesinan yang tidak akurat pada casting, housing, shafting, gearbox, atau jurnal bantalan. Crowning juga dapat mengurangi masalah timbal pada roda gigi itu sendiri, yang menyebabkan roda gigi aus secara tidak merata dan mengikat karena eksentrisitas dan kesalahan posisi. Jelas, roda gigi dengan kontak tengah kurang terpengaruh oleh manufaktur atau desain yang tidak sesuai; selanjutnya, Anda dapat mengurangi persyaratan serangan balik dan membiarkan roda gigi aus daripada aus.

Gambar 2.

Mencukur adalah operasi penyelesaian gigi sekunder yang dilakukan setelah hobbing atau pembentukan kasar untuk membuat mahkota yang diinginkan. Pencukuran mahkota telah lama menjadi metode yang populer, terutama dalam pembuatan roda gigi pitch kasar. Dengan evolusi terkini dari peralatan roda gigi yang mampu membuat mahkota saat memotong, kebutuhan untuk mencukur hanya untuk mendapatkan mahkota telah dihilangkan.

Dua variasi metode pencukuran mahkota akan menghasilkan roda gigi untuk mengkompensasi kondisi off-lead atau misalignment.

Salah satu pendekatan menghasilkan mahkota dengan mengayunkan meja selama timbal balik pekerjaan dan pemotong. Derajat mahkota mudah diubah dengan metode ini. Pendekatan lainnya adalah pengumpanan terjun, yang membutuhkan pembalut pemotong cukur ke mahkota yang diinginkan. Umumnya, umpan terjun lebih cepat, tetapi teknik ini dapat membuat pemotong lebih aus. Tentu saja, lebih sulit untuk mengganti mahkota, asalkan Anda memulai dengan gigi berkualitas baik. Mencukur meningkatkan kualitas profil dan mengurangi kesalahan pada gigi roda gigi melalui aksi pemotongan dan pengolesan pada pemotong.

Gambar 3.

Bentuk mahkota dapat diproduksi pada gigi gir dengan beberapa cara lain. Salah satu metode adalah membentuk roda gigi dengan menggunakan cam mahkota pada mekanisme back-off pembentuk. Jari-jari roda gigi yang tepat dihitung dengan menggunakan jumlah mahkota di sisi dan sudut tekanan roda gigi. Sayangnya, baloknya, meski tidak rumit, cenderung mahal.

Munculnya peralatan roda gigi generasi terbaru telah membuat dua metode penobatan sambil hobbing menjadi populer. Kedua metode menghasilkan mahkota dengan menambah dan mengurangi jarak tengah pemotong ke benda kerja. Metode pertama menggunakan penyalinan fisik template dengan hidrokopi atau perangkat mekanis berikut. Hal ini memungkinkan lancip hobbing atau bahkan penciptaan bentuk gelombang sinusoidal, jika diinginkan. Baru-baru ini, metode kedua, hobbing CNC, telah menjadi hal biasa.

Tergantung pada keterbatasan perangkat lunak, CNC memungkinkan pemotongan roda gigi di hampir semua bentuk yang diinginkan. Kerugian dari pendekatan ini adalah tingginya biaya peralatan, meskipun pengembaliannya telah menurun secara signifikan dalam beberapa tahun terakhir.

Pembentuk CNC baru dapat memotong gigi mahkota atau spline tanpa perlu membeli cam mahkota khusus. Pada Gleason Pfauter P 300 ES perusahaan kami, misalnya, kami dapat memahkotai dengan memotong sedikit sudut heliks kanan dan kiri di sepanjang lebar muka bagian. Ini membuat diameter akar lurus. Kami juga memiliki Bourn &Koch Fellows MS 450 dengan sumbu U untuk mengontrol back-off. Ini dapat diprogram untuk menggerakkan spindel pemotong masuk dan keluar selama siklus penggoresan untuk memahkotai gigi dengan memotong lebih dalam di ujung lebar muka dan lebih dangkal di titik tinggi kenop.

Gambar 4.

Siapa yang menggunakan teknologi pemotongan roda gigi ini hari ini?

Pengguna roda gigi yang bermuatan berat telah menggunakan mahkota untuk beberapa waktu. Area lain yang matang untuk penggunaan mahkota adalah dalam pembuatan motor goyangan hidrolik. Di sini, aplikasi ini hanya untuk masalah misalignment daripada untuk pengurangan kebisingan. Area sekutu melibatkan pinion dengan beban berat yang digunakan dalam aktuator untuk permukaan kontrol pesawat. Secara umum, lebih menguntungkan untuk memahkotai pinion karena menghasilkan lebih banyak putaran per menit dan dapat menghasilkan lebih banyak noise. Dalam hal ini, sangat penting untuk mengkompensasi defleksi beban.

Sayangnya, hanya sedikit perusahaan di Amerika Serikat yang telah menerapkan teknologi ini pada roda gigi komersial yang bagus. Namun, beberapa produsen yang telah mencobanya sangat puas dengan hasilnya. Beberapa pengguna telah melaporkan pengurangan kebisingan lima hingga 10 kali, disertai dengan lebih sedikit getaran, keausan, dan konsumsi daya.

Kandidat utama untuk penggunaan teknik mahkota adalah pabrikan motor tenaga kuda pecahan kecil atau siapa pun yang berurusan dengan pinion taji atau heliks yang rentan terhadap kebisingan atau ketidaksejajaran. Karena crowning pada peralatan hobbing gear asing telah tersedia untuk waktu yang lebih lama, metode ini telah dikembangkan lebih luas di Eropa.

Pabrikan Amerika sebaiknya memanfaatkan ketersediaan teknologi semacam ini. Eksplorasi mahkota sebagai solusi untuk masalah kebisingan dan ketidaksejajaran dapat menghasilkan keunggulan kompetitif yang nyata bagi produsen roda gigi dan pengguna.