การคำนวณความแข็งแรงของเฟืองเกลียวตามมาตรฐาน ISO 6336 — คำอธิบายเกี่ยวกับระดับความล้าจากการสัมผัสและความล้าจากการดัดงอ

ทั้งหมด เฟืองเกลียว ไดรฟ์ต้องผ่านการตรวจสอบความล้าสองอย่างที่เป็นอิสระต่อกัน ได้แก่ ความต้านทานต่อการกัดกร่อน (ความล้าจากการสัมผัส, σ_H) และความแข็งแรงในการดัดงอที่โคนฟัน (σ_F) มาตรฐาน ISO 6336 ให้กรอบการคำนวณที่เป็นที่ยอมรับทั่วโลกสำหรับทั้งสองอย่าง การทำความเข้าใจโครงสร้างของการตรวจสอบทั้งสอง — ว่าแต่ละปัจจัยแสดงถึงอะไร คุณสมบัติของวัสดุใดที่จำกัดแต่ละปัจจัย และวิธีการกำหนดปัจจัยด้านความปลอดภัย — เป็นพื้นฐานสำหรับการระบุไดรฟ์ที่ถูกต้อง เฟืองเกลียว สำหรับการใช้งานใดๆ ก็ตาม โดยไม่เลือกขนาดที่ใหญ่เกินไปหรือเล็กเกินไป

ขอคำนวณค่า ISO 6336 สำหรับอุปกรณ์ของคุณ →

ขีดจำกัดความล้าสองค่าที่เป็นอิสระต่อกัน — เหตุใดจึงต้องตรวจสอบทั้งสองค่า

เอ เฟืองเกลียว ชิ้นส่วนทั้งสองอาจเกิดความเสียหายได้จากกลไกที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงสองแบบภายใต้ภาระการใช้งานเดียวกัน และต้องตรวจสอบทั้งสองส่วนแยกจากกัน เนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุ ปัจจัยทางเรขาคณิต และขอบเขตความปลอดภัยแตกต่างกัน การผ่านการตรวจสอบหนึ่งอย่างไม่ได้หมายความว่าจะผ่านการตรวจสอบอีกอย่างหนึ่งด้วย

ตรวจสอบข้อที่ 1 — ความต้านทานต่อการสึกหรอแบบเป็นหลุม (ความล้าจากการสัมผัส)

ความเค้นสัมผัสของเฮิรตซ์ σ_H ที่ด้านข้างฟันต้องต่ำกว่าความเค้นสัมผัสที่ยอมรับได้ของวัสดุ σ_H lim การเกิดหลุมเป็นกลไกความล้าที่ผิวหน้า โดยจะเริ่มที่หรือต่ำกว่าผิวหน้าด้านข้างฟันเล็กน้อย ณ เส้นพิทช์ไลน์ ซึ่งเป็นบริเวณที่ฟิล์ม EHL บางที่สุด การเกิดหลุมจะค่อยเป็นค่อยไป (เป็นสัญญาณเตือนก่อนความเสียหายร้ายแรง) และขึ้นอยู่กับความแข็งของผิวหน้า ค่าความปลอดภัยขั้นต่ำโดยทั่วไป S_H min = 1.0–1.2

ตรวจสอบข้อที่ 2 — ความแข็งแรงในการดัดงอของรากฟัน

ความเค้นดัด σ_F ที่บริเวณรอยต่อโคนฟันต้องต่ำกว่าความเค้นดัดที่ยอมรับได้ของวัสดุ σ_F lim การแตกหักของโคนฟันเป็นกลไกความล้าจากการดัดงอ โดยจะเริ่มที่บริเวณรอยต่อโคนฟันด้านรับแรงดึงและลุกลามไปสู่การแตกหักของฟันอย่างรุนแรงโดยไม่มีสัญญาณเตือนล่วงหน้า กลไกนี้ขึ้นอยู่กับความเหนียวของแกนกลางและรูปทรงของโคนฟัน ค่าความปลอดภัยขั้นต่ำโดยทั่วไป S_F min = 1.3–2.0 (สูงกว่าการเกิดหลุมเนื่องจากความเสียหายเกิดขึ้นอย่างฉับพลัน)

สูตรความเค้นสัมผัส ISO 6336 — การคำนวณความต้านทานการกัดกร่อนแบบเป็นหลุม

มาตรฐาน ISO 6336-2 คำนวณความเค้นสัมผัสที่กำหนด ณ จุดพิทช์ของ เฟืองเกลียว σ_H0 ที่จุดพิทช์ของ a เฟืองเกลียว จับคู่แล้วจึงใช้ปัจจัยอิทธิพลของแรงโหลดเพื่อให้ได้ความเค้นสัมผัสที่มีประสิทธิภาพ σ_H:

σ_H = Z_H × Z_E × Z_ε × Z_β × √( F_t/(b × d₁) × (u+1)/u ) × √(K_A × K_V × K_Hα × K_Hβ) [MPa]

ปัจจัย ชื่อ ค่าทั่วไป ความหมายทางกายภาพ
Z_H ปัจจัยโซน 2.35 ที่ β=20°, α_n=20° แปลงแรงสัมผัสเป็นความเค้นสัมผัสที่จุดนั้น เฟืองเกลียว จุดพิทช์; ลดลงเล็กน้อยเมื่อมุมเกลียวเพิ่มขึ้น
ซี_อี ปัจจัยความยืดหยุ่น 189.8 √MPa (เหล็ก/เหล็ก) คุณสมบัติความยืดหยุ่นของวัสดุ ถูกกำหนดไว้ที่ 189.8 สำหรับคู่เฟืองเหล็กกับเหล็กทุกคู่
Z_ε ปัจจัยอัตราส่วนการสัมผัส 0.75–0.88 (ค่าต่ำกว่าดีกว่า) บัญชีสำหรับการแบ่งภาระของ เฟืองเกลียว จากอัตราส่วนการสัมผัสโดยรวม; ค่า ε_γ ที่สูงขึ้นจะลดค่า Z_ε ซึ่งจะลดค่า σ_H ลง — นี่คือข้อได้เปรียบของเฟืองเกลียวที่วัดได้
Z_β ปัจจัยมุมเกลียว √(cos β): 0.97 ที่ β=20° อธิบายถึงแนวสัมผัสที่เอียง; ประโยชน์เล็กน้อยจากมุมเกลียวที่เกิน Z_ε
F_t/(b × d₁) หน่วยบรรทุก น/มม.² ภาระเฮิรตซ์ตามนาม — ความเข้มพื้นฐานก่อนการกระจุกตัวของความเค้น
คุณ อัตราทดเกียร์ = z₂/z₁ ปัจจัยความโค้ง: ค่า u ที่สูงขึ้นหมายความว่าเฟืองตัวเล็ก (เฟืองตัวเล็ก) มีแรงเค้นสัมผัสสูงกว่าเฟืองตัวใหญ่
เค_เอ ปัจจัยการประยุกต์ใช้ 1.0–3.0 การเปลี่ยนแปลงภาระภายนอก (ปัจจัยการใช้งาน); คูณทั้งความเค้นสัมผัสและความเค้นดัดด้วยค่าเท่ากัน
เค_เอชเบ ปัจจัยการกระจายแรงกดที่หน้าสัมผัส 1.05–1.8 แรงกระทำไม่สม่ำเสมอทั่ว เฟืองเกลียว ความกว้างของหน้าตัด; คำนึงถึงการโก่งตัวและการเยื้องศูนย์ของเพลา ลดลงได้ด้วยการทำส่วนโค้งของหน้าตัดด้วยตะกั่ว

ปัจจัยความปลอดภัยในการเกิดหลุมสำหรับ เฟืองเกลียว คู่ (ตรวจสอบเฟืองตัวเล็กและเฟืองตัวใหญ่แยกกัน):

S_H = σ_H lim_eff / σ_H ≥ S_H_min (โดยทั่วไป 1.00 สำหรับงานอุตสาหกรรมทั่วไป; 1.20 สำหรับการใช้งานที่มีประวัติการรับภาระที่ไม่แน่นอน)

สูตรคำนวณความเค้นดัดตามมาตรฐาน ISO 6336 — การคำนวณความแข็งแรงของรากฟัน

ภาพตัดขวางของฟันเฟืองเกลียว แสดงส่วนโค้งมนที่โคนฟัน ซึ่งเป็นบริเวณที่เกิดความเค้นดัดสูงสุดภายใต้แรงดัดในแนวสัมผัส และเป็นตำแหน่งวิกฤตสำหรับการคำนวณความแข็งแรงต่อความล้าจากการดัดตามมาตรฐาน ISO 6336

หน้าตัดฟันเฟืองเกลียว — บริเวณโคนฟันเป็นบริเวณที่มีความเค้นดัดสูงสุดในเฟืองทั้งหมด มาตรฐาน ISO 6336-3 คำนวณความเค้นดัดระบุสำหรับฟันเฟืองเกลียว เฟืองเกลียว σ_F0 ณ ตำแหน่งนี้ และใช้ปัจจัยอิทธิพลของแรง K_A, K_V, K_Fα และ K_Fβ เพื่อหาค่าความเค้นประสิทธิผลสำหรับการเปรียบเทียบกับ σ_F lim

σ_F = (F_t / (b × m_n)) × Y_Fa × Y_Sa × Y_ε × Y_β × K_A × K_V × K_Fα × K_Fβ [MPa]

ปัจจัย ชื่อ ค่าทั่วไป ความหมายทางกายภาพ
วาย_ฟา รูปทรงฟัน 2.5–3.5 (ลดลงตามค่า z) ระยะห่างของโมเมนต์ดัดที่ เฟืองเกลียว ระยะห่างระหว่างรากฟันสัมพันธ์กับระยะห่างของฟัน ขึ้นอยู่กับจำนวนฟันและการเปลี่ยนแปลงรูปทรงของฟัน
วาย_ซา ปัจจัยการแก้ไขความเครียด 1.55–1.80 ความเค้นกระจุกตัวอยู่ที่บริเวณรอยต่อโคนต้น อธิบายถึงผลกระทบของรอยบากที่เกิดจากรัศมีของรอยต่อ ยิ่งรอยต่อใหญ่ → ค่า Y_Sa ต่ำลง → ค่า σ_F ต่ำลง
Y_ε ปัจจัยอัตราส่วนการสัมผัส (การดัดงอ) 0.62–0.75 ผลของการกระจายแรงต่อการดัดงอ; การลดลงน้อยกว่า Z_ε สำหรับการสัมผัส เนื่องจากแรงยังคงกระจุกตัวอยู่ที่ฟันแต่ละซี่
วาย_เบ ปัจจัยมุมเกลียว (การดัดงอ) 1 − εβ × β/120 (โดยประมาณ) เส้นสัมผัสแบบเกลียวขยายบริเวณรับน้ำหนักของราก มีประโยชน์ปานกลางสำหรับการดัดงอที่ β=20–25°
เค_เอฟเบ ปัจจัยรับน้ำหนักหน้าตัด (การดัดงอ) 1.05–2.0 แรงที่ไม่สม่ำเสมอทั่วความกว้างของหน้าตัด คล้ายกับ K_Hβ แต่ใช้กับการดัดงอ แรงที่ขอบจากการจัดแนวที่ไม่ตรงกันทำให้ σ_F เพิ่มขึ้นโดยตรง

ปัจจัยความปลอดภัยในการดัดงอสำหรับ เฟืองเกลียว:

S_F = σ_F lim_eff / σ_F ≥ S_F_min (โดยทั่วไป 1.40–1.60 สำหรับงานอุตสาหกรรมทั่วไป; 2.00 สำหรับงานที่ต้องการความปลอดภัยสูง)

เหตุใด S_F_min จึงสูงกว่า S_H_min: การสึกหรอแบบเป็นหลุมสามารถตรวจพบได้ก่อนที่จะเกิดความเสียหายร้ายแรง — การตรวจสอบจำนวนอนุภาคในน้ำมันจะให้สัญญาณเตือนล่วงหน้า 200–1000 ชั่วโมงก่อนที่จะเกิดความเสียหายจากการสึกหรอแบบเป็นหลุมอย่างรุนแรง การแตกหักของรากฟันเฟืองจะไม่ให้สัญญาณเตือนใดๆ และอาจทำให้เกิดความเสียหายรองต่อตัวเรือนเกียร์และเครื่องจักรที่เกี่ยวข้องได้ในเวลาเพียงไม่กี่วินาที ค่าความปลอดภัยขั้นต่ำที่สูงกว่าสำหรับการดัดงอ (1.4–2.0 เทียบกับ 1.0–1.2 สำหรับการสึกหรอแบบเป็นหลุม) สะท้อนให้เห็นถึงความแตกต่างนี้ในผลกระทบของความเสียหายและความสามารถในการตรวจจับ

ค่าความเค้นที่ยอมรับได้ของวัสดุ — σ_H lim และ σ_F lim อ้างอิง

เฟืองเกลียวคาร์บูไรซ์ที่มีความแข็งผิว HRC 58-62 ซึ่งให้ค่าซิกมา H lim ที่ 1500-1800 MPa ซึ่งเป็นค่าความเค้นสูงสุดที่ยอมรับได้สำหรับการล้าจากการสัมผัสในเฟืองเกลียวอุตสาหกรรมที่มีความแม่นยำสูง

คาร์บอนไนซ์ เฟืองเกลียว — ความแข็งผิว HRC 58–62 ที่ได้จากการอบชุบด้วยแก๊สคาร์บอนไนซ์ให้ค่า σ_H lim ที่ 1500–1800 MPa (มาตรฐาน ISO 6336-5 MQ ถึงคุณภาพวัสดุ ME) — สูงกว่าเฟือง QT แบบผิวอ่อนประมาณ 3 เท่า ทำให้สามารถรับน้ำหนักได้มากขึ้น 3 เท่า หรือมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นประมาณ 9 เท่าที่ภาระเท่ากัน

เกรดวัสดุ การอบชุบด้วยความร้อน ความแข็งผิว σ_H lim (MPa) ISO MQ σ_F lim (MPa) ISO MQ มาตรฐานคุณภาพ ISO 6336-5
45# (C45) คิวที HB 220–280 490–560 190–225 ML (ขั้นต่ำ)
40Cr (41Cr4) คิวที HB 260–320 530–600 210–240 เอ็มแอล
42CrMo (42CrMo4) การเหนี่ยวนำ HRC 52 HRC 50–55 820–950 340–380 เอ็มคิว
20CrMnTi คาร์บอนไนซ์ + เจียร HRC 58–62 ค.ศ. 1500–1650 430–480 เอ็มคิวถึงเอ็มอี
17CrNiMo6 คาร์บอนไนซ์ + เจียร HRC 58–62 ค.ศ. 1600–1800 450–500 ฉัน (ดีที่สุด)

ระดับคุณภาพวัสดุตามมาตรฐาน ISO 6336-5: ML = คุณภาพต่ำสุด; MQ = คุณภาพปานกลาง (มาตรฐานอุตสาหกรรม); ME = คุณภาพสูง (ยานยนต์และเรือ) ค่า σ_H lim และ σ_F lim มาจากตารางที่ 1 และ 2 ของ ISO 6336-5

ตัวอย่างการคำนวณ — คู่เฟืองเกลียว M5 กำลัง 75 กิโลวัตต์ ที่ 1500 รอบต่อนาที

กำหนดให้: M5, z₁=24, z₂=72, β=20°, α_n=20°, b=80 mm, 20CrMnTi คาร์บูไรซ์, P=75 kW, n₁=1500 RPM, KA=1.25 (การกระแทกเบา)

ขั้นตอนที่ 1 — เรขาคณิต

d₁ = 5 × 24 / cos20° = 127.8 มม. | d₂ = 5 × 72 / cos20° = 383.4 มม.
u = z₂/z₁ = 3.0 | C = (127.8 + 383.4)/2 = 255.6 มม.

ขั้นตอนที่ 2 — แรงสัมผัสและหน่วยน้ำหนักบรรทุก

T₁ = 9550 × 75 / 1500 = 477.5 N·m
F_t = 2T₁ / d₁ = 2 × 477,500 / 127.8 = 7,475 N
F_t/b = 7,475 / 80 = 93.4 N/mm → แรงต่อหน่วย w_t = F_t × (u+1)/(b × u) = 7475 × 4/(80 × 3) = 124.6 N/mm

ขั้นตอนที่ 3 — ความเค้นสัมผัส σ_H (แบบง่าย, KV=1.05, KHβ=1.15, KHα=1.0)

σ_H0 = Z_H × Z_E × Z_ε × Z_β × √(w_t)
= 2.35 × 189.8 × 0.79 × 0.970 × √(124.6)
= 2.35 × 189.8 × 0.79 × 0.970 × 11.16
= 380 เมกะปาสคาล (ค่าที่ระบุ)

σ_H_eff = σ_H0 × √(KA × KV × KHβ × KHα)
= 380 × √(1.25 × 1.05 × 1.15 × 1.0)
= 380 × √1.509 = 380 × 1.229 = 467 MPa

ขั้นตอนที่ 4 — ปัจจัยด้านความปลอดภัยของการเกิดหลุม

σ_H lim (20CrMnTi คาร์บูไรซ์, ISO MQ) = 1500 MPa
S_H = 1500 / 467 = 3.21 ✓  (ขั้นต่ำ 1.0 — เกินกว่าระดับที่กำหนดได้อย่างปลอดภัย)

ขั้นตอนที่ 5 — ความเค้นดัด σ_F (YFa=2.65, YSa=1.60, Yε=0.68, Yβ=0.88, KFβ=1.18)

σ_F0 = (F_t / (b × mn)) × YFa × YSa × Yε × Yβ
= (7475 / (80 × 5)) × 2.65 × 1.60 × 0.68 × 0.88
= 18.69 × 2.545 = 47.6 MPa

σ_F_eff = σ_F0 × KA × KV × KFα × KFβ
= 47.6 × 1.25 × 1.05 × 1.0 × 1.18
= 47.6 × 1.550 = 73.7 MPa

ขั้นตอนที่ 6 — ปัจจัยด้านความปลอดภัยในการดัดงอ

σ_F lim (20CrMnTi คาร์บูไรซ์, ISO MQ) = 450 MPa
S_F = 450 / 73.7 = 6.11 ✓  (ขั้นต่ำ 1.4 — เกินกว่านั้นอย่างสบายๆ)

บทสรุป: การตรวจสอบทั้งสองผ่านเกณฑ์ด้วยค่าที่สูงมาก — S_H = 3.21 และ S_F = 6.11 เฟืองเกลียวคู่นี้รับน้ำหนักเกินความจำเป็นอย่างมากสำหรับสภาวะการรับน้ำหนักนี้เมื่อใช้เหล็กคาร์บอนไดซ์ เพื่อการเพิ่มประสิทธิภาพด้านต้นทุน ผู้ออกแบบสามารถเลือกได้สองวิธี: (1) ลดขนาดโมดูลเป็น 40Cr QT (ผิวอ่อน) ที่ S_H ≈ 1.10 — ยังคงยอมรับได้แต่มีอายุการใช้งานลดลง หรือ (2) ลดขนาดโมดูลเป็น M4 โดยใช้เหล็กคาร์บอนไดซ์และคงค่า S_H > 1.5 ไว้

ขีดจำกัดใดที่ใช้ตัดสิน — ความล้าจากการสัมผัส หรือ ความล้าจากการดัดงอ?

ทีมวิศวกรของ Korea Ever-Power กำลังทำการคำนวณความแข็งแรงของเฟืองเกลียวตามมาตรฐาน ISO 6336 เพื่อตรวจสอบค่าความปลอดภัยจากความล้าจากการสัมผัส S_H และค่าความปลอดภัยจากความล้าจากการดัดงอ S_F ก่อนการผลิต

บริษัท Korea Ever-Power ดำเนินการคำนวณความล้าจากการสัมผัสและความล้าจากการดัดงอตามมาตรฐาน ISO 6336 สำหรับทุกผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบตามความต้องการของลูกค้า เฟืองเกลียว ลำดับ — การรายงานค่า S_H และ S_F เทียบกับปัจจัยความปลอดภัยขั้นต่ำที่กำหนด และการแจ้งเตือนการเปลี่ยนแปลงทางเรขาคณิตใดๆ ที่จะช่วยเพิ่มขอบเขตความแข็งแรง

ในทางปฏิบัติ ขีดจำกัดที่ใช้ควบคุม — ว่าการตรวจสอบใดในสองการตรวจสอบนั้นมีค่าสัมประสิทธิ์ความปลอดภัยน้อยกว่า — ขึ้นอยู่กับขนาดและวัสดุของเฟืองเป็นหลัก:

ความล้าจากการสัมผัส (การเกิดหลุม) เกิดขึ้นเมื่อใด:

กำลังส่งและอัตราเร็วสูง (ค่า F_t ต่อหน่วยความกว้างหน้าฟันสูง); วัสดุ QT แบบซอฟต์เฟลงค์ที่ค่า σ_H lim ค่อนข้างต่ำ; เฟืองโมดูลขนาดใหญ่ที่ฟันสูงและมีส่วนโค้งเว้าที่โคนฟันมาก (ค่า Y_Fa × Y_Sa ต่ำ) เฟืองเกลียว ต้องเพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเกลียวหรือปรับปรุงวัสดุเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐาน S_H_min

ความล้าจากการดัดงอจะเกิดขึ้นเมื่อใด:

เฟืองตัวเล็กที่มีจำนวนฟันน้อย (z₁ < 18 → Y_Fa สูง); โมดูลเล็กและหน้ากว้างแคบ; แรงกระทำย้อนกลับ (Y_M = 0.7); แรงกระแทกทำให้ K_Fβ สูง; แรงกระแทกไม่ได้รับการบันทึกอย่างสมบูรณ์ใน KA เฟืองเกลียว ต้องเพิ่มค่าโมดูลหรือขยายรัศมีของส่วนโค้งรากเพื่อให้ตรงตามค่า S_F_min

Korea Ever-Power — การคำนวณตามมาตรฐาน ISO 6336 สำหรับทุกคำสั่งซื้อทางอุตสาหกรรม

บริษัท Korea Ever-Power ดำเนินการคำนวณความแข็งแรงตามมาตรฐาน ISO 6336-2 และ ISO 6336-3 อย่างครบถ้วนสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความแม่นยำสูงทุกชิ้น เฟืองตัดเกลียว คำสั่งซื้อทางอุตสาหกรรม — รายงานค่า S_H และ S_F สำหรับทั้งเฟืองตัวเล็กและเฟืองตัวใหญ่ โดยระบุค่า K-factor ทั้งหมดไว้อย่างชัดเจน สำหรับลูกค้าที่ระบุพลังงาน ความเร็ว อัตราส่วน และประเภทการใช้งาน ทีมวิศวกรรมของ Korea Ever-Power จะเลือกโมดูลและความกว้างหน้าตัดที่ทำให้ได้ค่าความปลอดภัยตามเป้าหมายโดยใช้วัสดุที่คุ้มค่าที่สุด (โดยตรง) ผู้ผลิตเฟืองเกลียวบริษัท Korea Ever-Power ได้แนบสรุปการคำนวณตามมาตรฐาน ISO 6336 ไว้ในเอกสารการสั่งซื้อ ทำให้พื้นฐานทางเทคนิคสำหรับการกำหนดคุณสมบัติของเกียร์มีความโปร่งใสอย่างสมบูรณ์ ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ กลุ่มผลิตภัณฑ์เฟืองเกลียว สำหรับงานระบบขับเคลื่อนในอุตสาหกรรม

คำถามที่พบบ่อย

เหตุใดค่า σ_H lim สำหรับเฟืองเกลียวที่ผ่านกระบวนการคาร์บูไรซ์จึงสูงกว่าเฟือง QT ถึง 3 เท่า แต่ค่า σ_F lim กลับสูงกว่าเพียง 2 เท่า?

ขีดจำกัดความล้าจากการสัมผัส σ_H lim แปรผันโดยประมาณกับความแข็งของผิววัสดุยกกำลังสอง (ความล้าจากการสัมผัสแบบเฮิรตซ์เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นบนผิววัสดุซึ่งถูกควบคุมโดยชั้นผิวที่แข็งตัว) การเพิ่มความแข็งของผิววัสดุจาก HB 280 เป็น HRC 60 สามเท่าจะทำให้ σ_H lim เพิ่มขึ้นมากกว่าสามเท่า ขีดจำกัดความล้าจากการดัดงอ σ_F lim แปรผันกับความเหนียวของแกนกลางมากกว่าความแข็งของผิววัสดุ — รอยแตกที่โคนฟันจะแพร่กระจายผ่านเนื้อวัสดุแกนกลาง ไม่ใช่ชั้นผิวที่แข็ง การเพิ่มความแข็งของผิววัสดุจะช่วยปรับปรุง σ_F lim เพียงเล็กน้อย (โดยการปรับปรุงความเค้นตกค้างแบบอัดในบริเวณโคนฟันจากการเปลี่ยนแปลงของคาร์บอนไนซ์) ในขณะที่ปรับปรุง σ_H lim อย่างมาก ความไม่สมมาตรนี้หมายความว่าสำหรับวัสดุคาร์บอนไนซ์ เฟืองเกลียวโดยทั่วไปแล้ว ค่าความปลอดภัยจากการกัดกร่อนแบบเป็นหลุม (S_H) จะสูงกว่าค่าความปลอดภัยจากการดัดงอ (S_F) มาก ความล้าจากการดัดงอจึงเป็นปัจจัยหลักที่กำหนดขนาดเฟืองขั้นต่ำที่ยอมรับได้สำหรับเหล็กชุบแข็ง เฟืองเกลียว คู่.

การเพิ่มมุมเกลียว β จาก 20° เป็น 25° จะส่งผลต่อผลการคำนวณตามมาตรฐาน ISO 6336 อย่างไร?

มุมเกลียวเข้าสู่สูตรความเค้นสัมผัส ISO 6336 ผ่านปัจจัยสามประการ ได้แก่ Z_ε (ปัจจัยอัตราส่วนการสัมผัส ซึ่งดีขึ้นเมื่อ ε_β เพิ่มขึ้น), Z_β (ปัจจัยมุมเกลียว = √cos β ซึ่งลดลงเล็กน้อยเมื่อ β เพิ่มขึ้น) และ Z_H (ปัจจัยโซน ซึ่งลดลงเล็กน้อย) ผลสุทธิของการเพิ่ม β จาก 20° เป็น 25° ต่อ σ_H คือประมาณ −5 ถึง −8% (กล่าวคือ ความเค้นสัมผัสต่ำลง ความต้านทานต่อการกัดกร่อนดีขึ้น) — ส่วนใหญ่เป็นเพราะ ε_β เพิ่มขึ้นจากประมาณ 0.9 เป็น 1.3 สำหรับเฟืองอุตสาหกรรมทั่วไป ซึ่งช่วยลด Z_ε ลงอย่างมาก สำหรับการตรวจสอบการดัดงอ Y_β ดีขึ้นเล็กน้อยเมื่อ β เพิ่มขึ้น ซึ่งช่วยลด σ_F ลงอีก ปัจจัยด้านความปลอดภัยทั้งสองดีขึ้นเมื่อ β เพิ่มขึ้นจาก 20° เป็น 25° โดยแลกกับการเพิ่มแรงผลักตามแนวแกน (F_a เพิ่มขึ้น tan 25°/tan 20° = 1.28 เท่าของค่าเดิม) — ซึ่งเป็นการแลกเปลี่ยนตามปกติ

ฉันสามารถใช้ค่าพิกัดกำลังเกียร์ AGMA 2101 แทน ISO 6336 สำหรับข้อกำหนดของเกียร์เกลียวได้หรือไม่?

ใช่ — AGMA 2101 และ ISO 6336 ใช้สูตรความเค้นสัมผัสของเฮิรตซ์และความเค้นดัดของลูอิสพื้นฐานเดียวกัน เพียงแต่ใช้ชื่อเรียกตัวประกอบที่แตกต่างกัน และมีข้อกำหนดเกี่ยวกับตัวประกอบความปลอดภัยที่แตกต่างกันเล็กน้อย สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ เกียร์ที่ได้รับการจัดอันดับอย่างถูกต้องตามมาตรฐาน ISO 6336 โดยมี S_H ≥ 1.1 และ S_F ≥ 1.5 จะผ่านเกณฑ์การจัดอันดับของ AGMA 2101 ด้วยเช่นกัน หากใช้ตัวประกอบการใช้งานที่เหมาะสม บริษัท Korea Ever-Power ใช้มาตรฐานการคำนวณ ISO 6336 เป็นค่าเริ่มต้น แต่สามารถให้ผลลัพธ์ในรูปแบบ AGMA 2101 สำหรับลูกค้าที่ต้องการได้ — ซึ่งเหมือนกัน เฟืองเกลียว ผลลัพธ์ที่ได้นั้นไม่ขึ้นอยู่กับมาตรฐานการคำนวณที่ใช้

การคำนวณตามมาตรฐาน ISO 6336 นั้นให้ค่าประมาณที่อนุรักษ์นิยมเสมอหรือไม่ หรืออาจให้ค่าประมาณอายุการใช้งานของเฟืองสูงเกินไปได้หรือไม่?

มาตรฐาน ISO 6336 มีจุดประสงค์เพื่อให้ค่าประมาณที่ค่อนข้างระมัดระวัง (มองโลกในแง่ร้าย) สำหรับคุณภาพวัสดุระดับปานกลาง (ระดับ MQ) — เฟืองที่ผ่านมาตรฐาน ISO 6336 ที่ S_H = 1.0 ควรมีอายุการใช้งานตามที่ออกแบบไว้ด้วยความน่าจะเป็นที่ดี สำหรับคุณภาพวัสดุและการผลิตโดยเฉลี่ย อย่างไรก็ตาม อาจประเมินอายุการใช้งานจริงต่ำกว่าความเป็นจริงสำหรับวัสดุคุณภาพระดับ ME (เฟืองคาร์บอนไนซ์คุณภาพสูงที่มีการควบคุมทางโลหะวิทยาอย่างเข้มงวด) และประเมินอายุการใช้งานสูงเกินไปเมื่อ: วัสดุอยู่ในระดับต่ำสุดของช่วง MQ; ค่า KA ถูกประเมินต่ำเกินไป (ภาระสูงสุดจริงเกินกว่าปัจจัยการใช้งานที่สมมติไว้); หรือปัจจัยการเยื้องศูนย์ K_Hβ ต่ำเกินไป (การเยื้องศูนย์ที่เหลืออยู่หลังการติดตั้งสูงกว่าที่สมมติไว้ในการคำนวณ) สำหรับการใช้งานที่สำคัญ Korea Ever-Power แนะนำให้ระบุค่า K ที่แท้จริงจากการวัดการโก่งตัวของเพลาและการจัดแนวของตัวเรือน แทนที่จะใช้ค่าประมาณจากตาราง

ขอคำนวณความแข็งแรงตามมาตรฐาน ISO 6336 สำหรับเฟืองเกลียวของคุณ

โปรดระบุ กำลัง ความเร็ว อัตราทดเกียร์ ระยะห่างระหว่างศูนย์กลาง และประเภทการใช้งาน บริษัท Korea Ever-Power จะทำการคำนวณตามมาตรฐาน ISO 6336-2 (การกัดกร่อน) และ ISO 6336-3 (การดัดงอ) อย่างครบถ้วน และแนะนำโมดูล ความกว้างหน้าตัด และวัสดุที่ถูกต้องเพื่อให้ได้ค่าความปลอดภัยตามที่กำหนด ซึ่งรวมอยู่ในราคามาตรฐานของทุกคำสั่งซื้อเกียร์อุตสาหกรรม

การทดสอบการกัดกร่อนตามมาตรฐาน ISO 6336-2 · การทดสอบการดัดงอตามมาตรฐาน ISO 6336-3 · รายงานค่า S_H และ S_F · ระบุค่า K-factor ทั้งหมด · รวมอยู่ในทุกคำสั่งซื้อ

บรรณาธิการ: Cxm