글리슨 치아 연마 및 킨버그 치아 깎기

톱니 수, 탄성 계수, 압력각, 나선각 및 커터 헤드 반경이 동일할 때, 글리슨형 아치형 톱니와 킨버그형 사이클로이드형 톱니의 강도는 동일합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.

1) 강도 계산 방법은 동일합니다. Gleason과 Kinberg는 스파이럴 베벨 기어에 대한 자체적인 강도 계산 방법을 개발하고 이에 상응하는 기어 설계 분석 소프트웨어를 개발했습니다. 그러나 이들은 모두 Hertz 공식을 사용하여 치면 접촉 응력을 계산하고, 30도 접선법을 사용하여 위험 구간을 찾고, 치단에 하중을 가하여 치근 굽힘 응력을 계산하고, 치면 중간 지점의 등가 원통형 기어를 사용하여 스파이럴 베벨 기어의 치면 접촉 강도, 치면 굽힘 강도 및 치면 접착 저항을 근사적으로 계산합니다.

2) 전통적인 글리슨(Gleason) 치형 시스템은 톱니 끝단의 단면 탄성 계수를 기준으로 기어 블랭크의 매개변수(예: 톱니 끝 높이, 치근 높이, 작동 톱니 높이)를 계산하는 반면, 킨버그(Kinberg)는 중간점의 법선 탄성 계수를 기준으로 기어 블랭크를 계산합니다. 최신 아그마(Agma) 기어 설계 표준은 스파이럴 베벨 기어 블랭크의 설계 방법을 통일하여 기어 톱니의 중간점 법선 탄성 계수를 기준으로 기어 블랭크 매개변수를 설계합니다. 따라서 기본 매개변수(예: 톱니 수, 중간점 법선 탄성 계수, 중간점 나선각, 법선 압력각)가 동일한 헬리컬 베벨 기어의 경우, 어떤 치형 설계를 사용하더라도 중간점 법선 단면의 치수는 기본적으로 동일합니다. 그리고 등가 원통형 기어의 중간 지점에서의 매개변수는 동일하므로(등가 원통형 기어의 매개변수는 톱니 수, 피치 각도, 법선 압력각, 중간 헬릭스 각도, 기어 치면의 중간 지점, 피치 원의 직경과만 관련됨), 두 치 시스템의 강도 검사에 사용되는 톱니 형상 매개변수는 기본적으로 동일합니다.

3) 기어의 기본 매개변수가 동일할 때, 치면 바닥 홈의 폭 제한으로 인해 공구 끝단의 모서리 반경이 글리슨 기어 설계보다 작습니다. 따라서 치근의 과도한 호의 반경이 상대적으로 작습니다. 기어 분석 및 실제 경험에 따르면, 공구 끝단의 호 반경을 크게 하면 치근의 과도한 호 반경을 증가시켜 기어의 굽힘 저항을 ​​향상시킬 수 있습니다.

킨버그 사이클로이드 베벨 기어의 정밀 가공은 경질 치면의 스크레이핑으로만 가능하지만, 글리슨 원호 베벨 기어는 열 후연삭 가공을 통해 치근원추면과 치근 전이면을 구현할 수 있습니다. 치면 사이의 높은 평탄도는 기어의 응력 집중 가능성을 줄이고, 치면 조도를 낮추어(Ra≦0.6μm 달성 가능) 기어의 인덱싱 정밀도를 향상시킵니다(GB3∽5 등급 정밀도 달성 가능). 이러한 방식으로 기어의 내하력과 치면의 접착 저항성을 향상시킬 수 있습니다.

4) 클링겐베르크가 초기에 채택한 준 인벌류트 치형 스파이럴 베벨 기어는 치 길이 방향의 치선이 인벌류트이기 때문에 기어 쌍의 설치 오차 및 기어박스의 변형에 대한 민감도가 낮습니다. 그러나 제조상의 이유로 이 치형은 일부 특수 분야에서만 사용됩니다. 현재 클링겐베르크의 치선은 연장된 에피사이클로이드이고 글리슨 치형은 호이지만, 두 치선 상에 인벌류트 치선 조건을 만족하는 점이 항상 존재합니다. 킨버그 치형 시스템에 따라 설계 및 가공된 기어는 인벌류트 조건을 만족하는 치선상의 "점"이 기어 이의 큰 끝단에 가깝기 때문에 설치 오차 및 하중 변형에 대한 민감도가 매우 낮습니다. 센(Sen) 사의 기술 자료에 따르면, 아크 치형을 가진 스파이럴 베벨 기어의 경우, 직경이 더 작은 커터 헤드를 선택하여 가공하면 인벌류트 조건을 만족하는 치선상의 "점"이 이 치면의 중간점과 큰 끝단 사이에 위치하게 됩니다. 이렇게 하면 클링 버거(Kling Berger) 기어와 동일한 설치 오차 및 박스 변형 저항성을 확보할 수 있습니다. 동일한 높이의 글리슨 아크 베벨 기어를 가공할 때 사용하는 커터 헤드의 반경이 동일한 파라미터의 베벨 기어를 가공할 때보다 작기 때문에 인벌류트 조건을 만족하는 "점"이 이 치면의 중간점과 큰 끝단 사이에 위치하도록 보장할 수 있습니다. 이 과정에서 기어의 강도와 성능이 향상됩니다.

5) 과거에는 대형 모듈 기어의 글리슨 치형 시스템이 킨버그 치형 시스템보다 열등하다고 생각하는 사람들이 있었는데, 그 주된 이유는 다음과 같습니다.

① 클링겐베르크 기어는 열처리 후 스크레이핑을 하지만, 글리슨 기어의 수축 가공된 이빨은 열처리 후 마무리를 하지 않아 클링겐베르크 기어만큼 정밀도가 좋지 않습니다.

②. 수축형 이빨 가공용 커터 헤드의 반경은 킨버그형 이빨 가공용보다 커서 기어의 강도가 떨어집니다. 그러나 원호형 이빨 가공용 커터 헤드의 반경은 수축형 이빨 가공용보다 작아 킨버그형 이빨 가공용과 유사합니다. 따라서 제작된 커터 헤드의 반경은 동일합니다.

③. 글리슨은 기어 직경이 같을 때 작은 탄성 계수와 많은 톱니 수를 가진 기어를 권장했지만, 림버그의 고탄성률 기어는 큰 탄성 계수와 적은 톱니 수를 사용하며, 기어의 굽힘 강도는 주로 탄성 계수에 따라 달라지므로 림버그의 굽힘 강도는 글리슨보다 크다.

현재 기어 설계는 기본적으로 클라인버그 방식을 따르고 있는데, 다만 치선이 연장된 에피사이클로이드에서 호로 바뀌고, 열처리 후 치면을 연마한다는 점이 다릅니다.