글리슨 이빨의 연삭과 킨버그 이빨의 스키빙

잇수, 탄성계수, 압력각, 나선각, 커터 헤드 반경이 같을 때, 글리슨(Gleason) 치형의 아크 윤곽 치와 킨버그(Kinberg) 치형의 사이클로이드 윤곽 치의 강도는 동일합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.

1) 강도 계산 방법은 동일합니다. Gleason과 Kinberg는 스파이럴 베벨 기어의 강도 계산법을 자체적으로 개발하고 해당 기어 설계 해석 소프트웨어를 구축했습니다. 다만, 모두 헤르츠 공식을 사용하여 치면의 접촉 응력을 계산합니다. 30도 탄젠트법을 사용하여 위험 단면을 구하고, 하중을 치 끝에 작용시켜 치근 굽힘 응력을 계산합니다. 또한, 치면 중간 단면의 등가 원통 기어를 사용하여 스파이럴 베벨 기어의 치면 접촉 강도, 치면 고굽힘 강도, 치면 접착 저항을 근사적으로 계산합니다.

2) 전통적인 글리슨(Gleason) 치형 시스템은 팁 높이, 치근 높이, 작동 치형 높이와 같은 큰 끝단의 단면 계수에 따라 기어 블랭크 매개변수를 계산하는 반면, 킨버그(Kinberg)는 중간점의 수직 계수에 따라 기어 블랭크를 계산합니다. 최신 Agma 기어 설계 표준은 스파이럴 베벨 기어 블랭크의 설계 방법을 통일했으며, 기어 블랭크 매개변수는 기어 이빨 중간점의 수직 계수에 따라 설계됩니다. 따라서 기본 매개변수(예: 이빨 수, 중간점 수직 계수, 중간점 나선 각도, 수직 압력 각도)가 같은 헬리컬 베벨 기어의 경우 어떤 종류의 치형 설계를 사용하든 중간점 수직 단면 치수는 기본적으로 동일합니다. 그리고 중간부에서 등가 원통 기어의 매개변수는 일치합니다(등가 원통 기어의 매개변수는 기어의 이빨 수, 피치 각도, 정상 압력 각도, 중간 나선 각도, 이빨 표면의 중간에만 관련됩니다. 피치 원의 직경이 관련됩니다).따라서 두 이빨 시스템의 강도 검사에 사용되는 이빨 형상 매개변수는 기본적으로 동일합니다.

3) 기어의 기본 매개변수가 동일할 때, 이 바닥 홈 폭의 제한으로 인해 공구 끝단의 모서리 반경이 글리슨 기어 설계보다 작습니다. 따라서 이뿌리의 과도한 호의 반경이 상대적으로 작습니다. 기어 해석 및 실제 경험에 따르면, 공구 끝단의 호 반경을 크게 하면 이뿌리의 과도한 호의 반경을 증가시키고 기어의 굽힘 저항성을 향상시킬 수 있습니다.

킨버그 사이클로이드 베벨 기어의 정밀 가공은 단단한 치면으로만 스크레이핑이 가능한 반면, 글리슨 원호 베벨 기어는 열 후연삭 가공이 가능하여 루트 콘 표면과 루트 천이면을 구현할 수 있습니다. 또한 치면 사이의 과도한 평활도는 기어에 응력이 집중될 가능성을 줄이고, 치면 거칠기를 감소시키며(Ra≦0.6um까지 가능), 기어의 인덱싱 정확도를 향상시킵니다(GB3∽5급 정확도까지 가능). 이를 통해 기어의 지지력과 치면의 접착 저항성을 향상시킬 수 있습니다.

4) 클링겐베르크가 초창기에 채택한 준인벌류트 톱니 스파이럴 베벨 기어는 톱니 길이 방향의 치열이 인벌류트이기 때문에 기어 쌍의 설치 오차와 기어 박스의 변형에 대한 민감도가 낮습니다. 제조상의 이유로 이 치열은 일부 특수 분야에서만 사용됩니다. 현재 클링겐베르크의 치열은 연장된 에피사이클로이드이고, 글리슨 치열의 치열은 호이지만, 두 치열에는 인벌류트 치열의 조건을 만족하는 점이 항상 존재합니다. Kinberg 치형 시스템에 따라 설계 및 가공된 기어의 경우, 치선에서 인벌류트 조건을 만족하는 "지점"은 기어 치형의 큰 끝에 가까워 기어가 설치 오차와 하중 변형에 민감하게 반응하지 않습니다.Gerry에 따르면 Sen 회사의 기술 데이터에 따르면 아크 치선이 있는 스파이럴 베벨 기어의 경우 직경이 작은 커터 헤드를 선택하여 기어를 가공할 수 있으므로 인벌류트 조건을 만족하는 치선의 "지점"이 치면의 중간점과 큰 끝에 위치합니다.그 사이에 기어가 Kling Berger 기어와 동일한 설치 오차 및 상자 변형 저항성을 갖도록 합니다.동일한 높이의 Gleason 아크 베벨 기어를 가공하기 위한 커터 헤드의 반경은 동일한 매개변수를 가진 베벨 기어를 가공하기 위한 커터 헤드의 반경보다 작기 때문에 인벌류트 조건을 만족하는 "지점"이 치면의 중간점과 큰 끝 사이에 위치하도록 보장할 수 있습니다.이 과정에서 기어의 강도와 성능이 향상됩니다.

5) 과거에는 일부 사람들이 대형 모듈 기어의 글리슨(Gleason) 치형 시스템이 킨버그(Kinberg) 치형 시스템보다 열등하다고 생각했습니다. 그 이유는 주로 다음과 같습니다.

① 클링겐베르크 기어는 열처리 후 스크레이핑을 하지만, 글리슨 기어로 가공한 수축이빨은 열처리 후 마무리가 되지 않아 정밀도가 이전보다 좋지 않습니다.

② 수축이음 가공용 커터 헤드의 반경은 킨버그 치형보다 크고 기어 강도는 떨어진다. 그러나 원호 치형을 가진 커터 헤드의 반경은 수축이음 가공용 커터 헤드보다 작아 킨버그 치형과 유사하다. 제작된 커터 헤드의 반경은 동일하다.

③ 글리슨은 기어 직경이 같을 때 계수가 작고 이빨 수가 많은 기어를 권장했지만 클링겐버그 대계수 기어는 계수가 크고 이빨 수가 적으며 기어의 굽힘 강도는 주로 계수에 따라 달라지므로 림버그의 굽힘 강도가 글리슨보다 큽니다.

현재 기어의 설계는 기본적으로 클라인베르크의 방법을 채택하고 있으나, 이빨의 선이 확장된 에피사이클로이드에서 호로 변경되고, 열처리 후 이빨이 연삭됩니다.