Tandwielbasis: geometrie en tekeninggegevens

Wat een tandwielpaar overbrengt

De tandflanken brengen rotatie en koppel over. Twee uitwendig vertande wielen draaien tegengesteld. Een aandrijvend wiel met 20 tanden en een aangedreven wiel met 40 tanden halveert het toerental en verdubbelt idealiter het koppel. Wrijving in tanden, lagers en afdichtingen veroorzaakt vermogensverlies.

Een tandprofiel beschrijft niet het volledige tandwiel. Leg ook het modulsysteem, tandenaantal, drukhoek, schroefhoek, profielverschuiving, tandbreedte, materiaal, warmtebehandeling en inspectie vast.

Moduul en karakteristieke cirkels

De moduul geeft de tandgrootte aan. Voor een rechtvertand wiel geldt d = mz. Dezelfde moduul betekent dus niet dezelfde diameter. Bij schuine vertanding onderscheiden we de normaaldoorsnede van de dwarsdoorsnede loodrecht op de as: mₜ = mₙ/cos β en d = zmₜ.

De referentiecirkel bepaalt de nominale geometrie; de basiscirkel vormt de evolvente. Kopcirkel en voetcirkel begrenzen de tand. Voor de hier gebruikte standaard normale vertanding zonder profielverschuiving: dₐ = d + 2mₙ, d_f = d − 2,5mₙ en d_b = d cos αₜ. De referentiecirkel is niet altijd de bedrijfssteekcirkel.

Drukhoek, schroefhoek en flankspeling

De drukhoek beïnvloedt de richting van de tandkracht en de radiale component. Een grotere hoek verbetert niet automatisch het hele ontwerp. Schuine tanden grijpen geleidelijk in, maar veroorzaken axiale kracht. Meer breedte helpt alleen bij een goede lastverdeling.

Flankspeling is geen kopspeling of nauwkeurigheidsklasse. Houd rekening met smering, uitzetting en toleranties. Profielverschuiving wijzigt tanddikte en tandvoet en moet voor het paar worden beoordeeld. De getoonde voetovergang is schematisch en geen bewerkingscontour.

Spiraalvertande kegeltandwielen

Bij snijdende assen onder 90° hebben de steekkegels één top. Met de buitenste dwarsmoduul mₑ: d₁ = mₑz₁, d₂ = mₑz₂, δ₁ = atan(z₁/z₂), δ₂ = 90° − δ₁ en Rₑ = √(d₁² + d₂²)/2. De breedte wordt langs de beschrijvende lijn van de kegel gemeten.

Bij de gemiddelde doorsnede Rₘ = Rₑ − b/2 schalen de diameters met Rₘ/Rₑ. Het voorbeeld beperkt b tot Rₑ/3 en berekent geen montagematen, gereedschapsinstellingen of draagbeeld. Het rendement is een ingevoerde aanname.

Planetaire overbrengingen

Het stelsel bestaat uit zonwiel, planeetwielen, ringwiel en planeetdrager. Voor de standaardgeometrie geldt z_r = z_s + 2z_p. De vergelijking van Willis is z_s(n_s − n_c) + z_r(n_r − n_c) = 0. De verhouding hangt af van het vastgezette en het aangedreven onderdeel.

Controleer montagefasering en ruimte tussen de planeten. Dit bewijst geen sterkte of gelijkmatige lastverdeling; daarvoor zijn ook stijfheid, toleranties en lagering bepalend.

Bronnen