Tandhjul: geometri og oplysninger på tegningen

Hvad et tandhjulspar overfører

Tandflankerne overfører rotation og drejningsmoment. To udvendigt fortandede hjul drejer modsat. Et drivhjul med 20 tænder, der driver et hjul med 40 tænder, halverer omdrejningstallet og fordobler ideelt momentet. Friktion i tænder, lejer og tætninger giver tab.

Tandprofilen er ikke en fuldstændig specifikation. Angiv også modulsystem, tandtal, indgrebsvinkel, skråningsvinkel, profilforskydning, tandbredde, materiale, varmebehandling og kontrolkrav.

Modul og karakteristiske cirkler

Modulet beskriver tandstørrelsen. For et ligefortandet hjul gælder d = mz. Samme modul betyder derfor ikke samme diameter. Ved skråfortanding skelnes mellem normalsnittet på tværs af tanden og tværsnittet vinkelret på akslen: mₜ = mₙ/cos β og d = zmₜ.

Referencecirklen fastlægger den nominelle geometri, grundcirklen danner evolventen, og top- og fodcirklen afgrænser tanden. For den anvendte normale standardfortanding uden profilforskydning gælder dₐ = d + 2mₙ, d_f = d − 2,5mₙ og d_b = d cos αₜ. Referencecirklen er ikke altid identisk med den arbejdende rullecirkel.

Vinkler, flankespil og lastfordeling

Indgrebsvinklen påvirker kraftens retning og den radiale komponent. En større vinkel forbedrer ikke automatisk hele konstruktionen. Skråfortanding giver gradvist indgreb, men skaber aksialkraft. Større tandbredde hjælper kun ved passende lastfordeling.

Flankespil er ikke topspillerum eller en nøjagtighedsklasse. Det skal passe til smøring, varmeudvidelse og tolerancer. Profilforskydning ændrer tandtykkelse og tandfod og skal vurderes for parret. Den viste fodovergang er skematisk og ikke en bearbejdningskontur.

Spiralfortandede keglehjul

Ved akser, der skærer hinanden under 90°, har delingskeglerne fælles spids. Med ydre tværmodul mₑ: d₁ = mₑz₁, d₂ = mₑz₂, δ₁ = atan(z₁/z₂), δ₂ = 90° − δ₁ og Rₑ = √(d₁² + d₂²)/2. Bredden måles langs keglens frembringer.

Ved middelsnittet er Rₘ = Rₑ − b/2, og diametrene skaleres med Rₘ/Rₑ. Eksemplet begrænser b til Rₑ/3. Det beregner ikke monteringsmål, værktøjsindstillinger eller kontaktbillede. Virkningsgraden er en antagelse.

Planetgear

Et enkelt sæt har solhjul, planethjul, ringhjul og planetbærer. Standardgeometrien giver z_r = z_s + 2z_p. Willis' ligning er z_s(n_s − n_c) + z_r(n_r − n_c) = 0. Udvekslingen afhænger af det fastholdte og det drevne led.

Kontrollér montagebetingelser og afstand mellem planeterne. Det beviser hverken styrke eller lige lastdeling; også stivhed, tolerancer og lejer er afgørende.

Kilder