Bei der Konstruktion geschmiedeter Zahnräder müssen sowohl die Getriebefunktionalität als auch die spezifischen Material- und Strukturanforderungen des Schmiedeprozesses berücksichtigt werden, um die Zuverlässigkeit unter Last und im Betrieb zu gewährleisten. Zu den wichtigsten Designaspekten gehören Zahnradparameter, Materialauswahl, strukturelle Konfiguration und Bearbeitungszugaben.
Zahnradparameterdesign
Die Zahnradkonstruktion beginnt mit der Bestimmung geometrischer Parameter wie Zähnezahl, Modul, Eingriffswinkel, Zahnbreite und Kopfhöhe; Diese bestimmen direkt das Übersetzungsverhältnis, die Eingriffsgenauigkeit und die Tragfähigkeit. Bei geschmiedeten Zahnrädern müssen in die Überlegungen auch Schmiederohlingszugaben und die Kompensation von Verformungen nach der-Wärmebehandlung- einbezogen werden, um sicherzustellen, dass die endgültige Präzision den Konstruktionsspezifikationen entspricht.
Material- und Strukturdesign
Für geschmiedete Zahnräder werden typischerweise legierte Stähle oder Kohlenstoffstähle wie 20CrMo oder 42CrMo verwendet. Bei der Materialauswahl müssen Festigkeit, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und Härtbarkeit in Einklang gebracht werden, um hohen Belastungen, hohen Drehzahlen oder Stoßbedingungen standzuhalten. Bei der Konstruktionskonstruktion sollten die Zahngrundkehlen, die Zahnbreitenverteilung und die Spitzendicke im Mittelpunkt stehen, um Spannungskonzentrationen zu minimieren und Wurzelermüdungsrisse zu verhindern und so die Lebensdauer des Zahnrads zu verlängern.
Prozess- und Bearbeitungsdesign
In der Entwurfsphase müssen auch die Auswirkungen des Schmiedeprozesses auf die Geometrie des Zahnradrohlings-berücksichtigt werden, beispielsweise die Machbarkeit des Gesenkschmiedens des Bohrungsdurchmessers, des Rohlingsaußendurchmessers und des Zahnprofils. Es muss eine ausreichende Bearbeitungszugabe vorgesehen werden, um nach der Wärmebehandlung und Endbearbeitung die endgültigen Abmessungen und Präzision zu erreichen. Darüber hinaus muss die Konstruktion die Beibehaltung der Koaxialität und der Zahnprofilgenauigkeit nach der Wärmebehandlung gewährleisten und Verformungen oder Verwerfungen verhindern.