A ferdefogazású fogaskerekek: elmélet, gyártás és szerep a váltóművekben
A fogaskerekek az erőátvitel alapvető elemei, amelyek különböző típusokban léteznek, mindegyik sajátos előnyökkel és alkalmazási területekkel. A váltóművekben, különösen az autóiparban és a versenysportban, a ferdefogazású fogaskerekek kiemelten fontosak, mivel jelentősen hozzájárulnak a működés simaságához és a zajszint csökkentéséhez.
Ferdefogazat az egyenes fogazással szemben
Az egyenes fogú hengeres kerekek terhelése a kapcsolódás folyamán lökésszerű. Ez a körülmény, valamint az, hogy a súrlódó erő főponti hirtelen irányváltozása, különösen nagyobb sebességeknél olyan rezgéseket, dinamikus hatásokat eredményez, amelyek a járást zajossá, az energiaátvitelt egyenetlenné teszik és ezzel korlátozzák a fogaskerekek élettartamát.
A ferdefogú fogaskerék kialakulását úgy képzelhetjük el, ha az egyenes fogú hengeres kereket a fogszélesség mentén képzeletben feldaraboljuk és e szeletkéket egymáshoz képest elforgatjuk. Ha az osztást gondolatban a végtelenig finomítjuk, akkor a lépcsők ferde egyenesbe mennek át és kialakul a ferdefogú fogaskerék.
A ferdefogazatú kerekek kapcsolódása gyakorlatilag folyamatos és a súrlódásból származó erőhatások is egyszerre működhetnek mindkét irányban a fogoldalon. Emiatt a ferdefogazatú fogaskerékhajtások nyugodtabban, zajtalanabbul járnak. További előny, hogy egy előírt tengelytávolság betartása, a ferdeségi szög változtatása révén viszonylag egyszerűen megvalósítható.
Hátrányként említhető viszont, hogy a ferde fogirány következtében, az energiaátszármaztatás során, fogaskerék-tengelyirányú erő is ébred. Ez az axiális erő nemcsak, hogy nem hasznos a hajtásátvitel szempontjából, de az egyenes fogazatú kerekek ágyazásához képest bonyolultabb megtámasztási feladatok megoldását is igényli. Ismert viszont, hogy ez a tengelyirányú erő, egy keréken belüli vagy a tengelyen egymás mellett alkalmazott ellentétes fogirányvonalú ferdefogazás használatával (nyíl-, vagy ívelt fogazás) kiegyenlíthető.
Samara kerékcsapágy Francia típus
A ferdefogazás geometriája és kapcsolódása
A ferdefogazásnál homlok- és normál metszeti méreteket különböztetünk meg. Az elemi ferdefogazat többi mérete az egyenes fogazatnál megismertek alapján számítható.
A hajtás folyamatossá válása geometriailag azzal magyarázható, hogy a ferdefogazatú kerekek kapcsolóhossza az egyenes fogazású kerekekéhez képest növekszik. A ferdefog ugyanis nem az E, hanem egy későbbi pillanatban az F pontban lép ki a kapcsolódásból és emiatt, megnő az együtt dolgozó fogpárok átfedése. Az alámetszés elkerülésének gyakorlatilag járhatóbb útja a profileltolás. Az ismertetett gondolatmenet a gyakorlat számára elfogadható pontosságú közelítés. Ennél pontosabb adatok a különböző fogazásgeometriai kézikönyvekben és táblázatokban találhatók.
Fogaskerék gyártási kapacitások
Számos fogaskerék típus gyártását vállaljuk, a legkülönfélébb ipari igények kielégítésére.
Külső egyenes és ferde fogazat
A kicsitől, azaz 0,3 modultól a nagyig, azaz 12 modulig készítünk külső, egyenes és ferdefogazatú kerekeket. A legnagyobb átmérő 850 mm.
Belső fogazat és csoportkerék
Fellow rendszerű, metszőkerekes lefejtő gépünkön 500 mm átmérőig és 6 (7) modulig készítünk belső fogazatú, és egy darabból készülő csoportkerekeket, egyenes fogazattal.
Alkatrész útmutató Lada típusokhoz
Csigakerék
Csigakerekeket is készítünk, mind radiális, mind tangenciális lefejtő módszerrel. Kisebb kerekeknél csak radiálissal. Egyedi és kis darabszám esetén csak a meglévő, szabványos fogazószerszám alkalmazásával.
Fogasléc
A Fellow gépen adapter segítségével készítünk fogaslécet lefejtő eljárással. Újrafogás nélkül körülbelül 350 mm hosszúak lehetnek a darabok, újrafogással 950 mm, szélesség kb. 70 mm.
Kúpkerék
15KHS (Heidenreich-Harbeck) gépünkön egyenes és ferde kúpkerekeket tudunk készíteni. Az átmérő (fogszámoktól függően) 200 mm, a legnagyobb modul 5 (6).
Ferdefogazás technológiája
A ferdefogú fogaskereket leginkább lefejtő eljárással készítik, ritkábban, elsősorban nagyméretű, kevésbé igényes ferdefogazásokhoz azonban alkalmaznak profilozó tárcsamarókat is. A lefejtő szerszámok evolvens csavarfelületet állítanak elő, amelynek homloksíkkal való metszete csúcsos körevolvens. A lefejtés történhet egyenes fogazatú fésűs késsel - ilyenkor a gyalufelet kell a fogferdeségnek megfelelően beállítani -, ferdefogazatú fésűs késsel - ezzel a lökethossz csökkenthető -, speciális ferdefogazatú metszőkerékkel és a csigamaróval. A két utóbbi esetben azonban nemcsak a szerszám, de a munkadarab mozgatása is igen összetett szerszámgépészeti feladat. A ferdefogazatok simító megmunkálására csiszoló- és hántoló célgépeket alkalmaznak.
Különleges fogazattípusok: nyíl- és ívelt fogazat
A tengelyirányú erő kiegyenlítésére szolgál a nyílfogazás, amely valójában két ellentétes ferdefogazat egybeépítése. A nyílfogazású fogaskereket gyártástechnológiai okokból vagy középnyomással látjuk el a fogazó szerszám kifutásának biztosítására, vagy két részben állítjuk elő, majd összecsavarozzuk. Az ívelt fogazat ugyancsak az axiális erő kiegyenlítését célozza, de ugyanakkor a gyártástechnológiai nehézségeket is kiküszöböli az ívelt hengeres fogazat. Mivel a kapcsolódás itt a gördülőkörök közvetlen környezetére korlátozódik, az ívelt homlokfogazás kis fogmagasságú, és leginkább tömpe fogazással készül.
Ablakemelő javítás Lada gépkocsikban
Váltóművek és áttételezések módosítása
A váltóművek esetében lehetőség van az áttételek és az ejtések módosítására, ami különösen fontos lehet versenysportban vagy speciális felhasználási területeken. Az új egyenes és a gyári ferde fogazású fogaskerekek más helyre történő beépítésével az áttételek és az ejtések módosíthatók, így egy kisebb tervezést követően pont olyan pályaspecifikus váltót lehet készíteni, amire szükség van.
A beépített egyenes fogazású fogaskerekek speciális, hőkezelt acélból készülnek, így a fogak nem törnek ki. A beépített új fogaskerekek egy olyan zsugortechnológiával kerülnek a helyükre, ami megakadályozza, hogy azok üzem közben elforduljanak a tengelyen. A sebességkidobás ellen egyedi tapasztalatok alapján kifejlesztett technológiát alkalmaznak, így menet közben sohasem kell majd attól tartani, hogy a váltó dobálja a sebességeket. Gyári tömítéskészletet és új szimeringeket használnak a váltók elkészítésekor, így olajszivárgással sem kell mostantól számolni.
Garancia a módosított váltóművekre
A módosítások során vállalják, hogy:
- Az általam beépített egyenes fogazású fogaskerekek NEM fognak elfordulni a tengelyen, illetve a fogaik NEM fognak kitörni.
- A váltó NEM fog reccsenni sebességváltáskor.
- A váltó NEM fogja kidobálni a sebességfokozatokat.
Speciális váltó típusok
A „sírós” váltóknak csak a direkthajtása készül egyenes fogazással. Mindegyik R váltó szinkronizált, belső működése illetve alkatrészei megegyeznek a gyárival. A „sírós” 4 sebességes váltónak utcára kiválóan alkalmas, hosszabb az első fokozata a gyárinál. Ez a váltó speciálisan a KOMI, FRT szlalomversenyekre alkalmas.
A váltók talajra levitt utolsó előtti és utolsó áttétele a difi és a kerék. Ezért a végáttétel változtatható a differenciálmű és az abroncsok méretének változtatásával. Ezért kezelésük, karbantartásuk, meghibásodási lehetőségeik, alkatrészeik minősége megegyezik a gyári váltóéval.
A "Sírós" 4 sebességes váltó jellemzői
| Jellemző | Leírás |
|---|---|
| Fogazás típusa | Direkthajtásnál egyenes fogazás |
| Szinkronizálás | Szinkronizált (R váltó) |
| Alkalmazás | Utcai használatra kiválóan alkalmas, KOMI, FRT szlalomversenyekre specializálva |
| 1. fokozat | Hosszabb áttétel a gyárinál |
| Karbantartás | Megfelel a gyári váltóéval |