グリーソン歯の研削とキンバーグ歯のスカイビング

歯数、係数、圧力角、ねじれ角、カッターヘッド半径が同じ場合、グリーソン歯の円弧輪郭歯とキンバーグ歯のサイクロイド輪郭歯の強度は同じです。その理由は以下のとおりです。

1）強度計算方法は同じです。グリーソンとキンバーグは、スパイラルベベルギアの独自の強度計算方法を開発し、対応するギア設計解析ソフトウェアをコンパイルしています。しかし、いずれも歯面接触応力の計算にはヘルツの公式を使用し、30度接線法を用いて危険断面を求め、歯先に荷重を作用させて歯根曲げ応力を計算し、歯面中間部の等価円筒歯車を用いて近似的にスパイラルベベルギアの歯面接触強度、歯高曲げ強度、歯面接着抵抗を計算しています。

2）。従来のグリーソン歯システムでは、歯先高さ、歯底高さ、作用歯高さなど、大端の端面係数に基づいてギアブランクのパラメータを計算しますが、キンバーグは中間点の法線係数に基づいてギアブランクを計算します。パラメータ。最新のAgmaギア設計標準では、スパイラルベベルギアブランクの設計方法が統一されており、ギアブランクのパラメータはギア歯の中間点の法線係数に基づいて設計されています。したがって、同じ基本パラメータ（歯数、中間点法線係数、中間点ねじれ角、法線圧力角など）を持つヘリカルベベルギアの場合、どのような歯の設計を使用しても、中間点法線断面の寸法は基本的に同じです。また、等価円筒歯車の中間部におけるパラメータは一致しています（等価円筒歯車のパラメータは、歯数、ピッチ角、法線圧力角、中間点の螺旋角、歯車の歯面の中点のみに関係し、ピッチ円の直径は関係します）。そのため、2つの歯系の強度検査に使用する歯形状パラメータは基本的に同じです。

3）歯車の基本パラメータが同じ場合、歯底溝の幅の制限により、工具先端のコーナー半径はグリーソン歯車設計よりも小さくなります。そのため、歯底の過剰円弧の半径は比較的小さくなります。歯車の解析と実務経験によると、工具先端円弧の半径を大きくすることで、歯底の過剰円弧の半径を大きくし、歯車の曲げ抵抗を高めることができます。

キンバーグのサイクロイド傘歯車の精密加工は、硬い歯面を削り取るだけの加工であるのに対し、グリーソンの円弧傘歯車は熱処理による後研削加工が可能で、歯底円錐面と歯底遷移面を実現できます。また、歯面間の平滑性を高めることで、歯車への応力集中の可能性を低減し、歯面粗度を低減（Ra≦0.6μmを実現）、歯車のインデックス精度を向上させます（GB3∽5級の精度を実現）。これにより、歯車の支持力と歯面の耐凝着性が向上します。

4) クリンゲンベルグ社が初期に採用した準インボリュート歯形スパイラルベベルギアは、歯長方向の歯線がインボリュートであるため、ギア対の取り付け誤差やギアボックスの変形に対する感度が低い。製造上の理由から、この歯形は一部の特殊な分野でのみ使用されている。クリンゲンベルグの歯形は現在では拡張外サイクロイドであり、グリーソン歯形は円弧であるが、2つの歯形上には必ずインボリュート歯形の条件を満たす点が存在する。ジェリー・セン社の技術資料によると、キンベルグ歯形システムに基づいて設計、加工された歯車では、歯線上のインボリュート条件を満たす「点」が歯車の歯の大端に近いため、取り付け誤差や負荷変形に対する歯車の感受性が非常に低くなります。円弧歯形スパイラルベベルギアの場合、直径の小さいカッターヘッドを選択して歯車を加工することで、インボリュート条件を満たす歯線上の「点」が歯面の中点と大端に位置するようになります。その間に、クリングベルガー歯車と同じ取り付け誤差と歯形変形に対する耐性があることが保証されます。等高グリーソン円弧ベベルギアを加工するためのカッターヘッドの半径は、同じパラメータのベベルギアを加工するためのカッターヘッドの半径よりも小さいため、インボリュート条件を満たす「点」が歯面の中点と大端の間に位置することが保証されます。この間、歯車の強度と性能が向上します。

5) 過去には、主に以下の理由から、大モジュールギアのグリーソン歯システムはキンバーグ歯システムより劣っていると考える人もいました。

① クリンゲンベルグ歯車は熱処理後に削り取られますが、グリーソン歯車で加工された焼きばめ歯は熱処理後も仕上げがされておらず、精度は従来ほど良くありません。

②. 焼付き歯加工用カッターヘッドの半径はキンバーグ歯よりも大きく、歯車強度は劣りますが、円弧歯のカッターヘッドの半径は焼付き歯加工用カッターヘッドの半径よりも小さく、キンバーグ歯と同等です。製作したカッターヘッドの半径は同等です。

③ グリーソンは、歯車径が同じ場合、弾性率が小さく歯数が多い歯車を推奨していましたが、クリンゲンベルク大弾性歯車は弾性率が大きく歯数が少ないものを採用しており、歯車の曲げ強度は主に弾性率に依存するため、グラム単位で見ると、クリンゲンベルクの曲げ強度はグリーソンの曲げ強度よりも大きいです。

現在、歯車の設計は、歯線を拡張外サイクロイドから円弧に変更し、歯を熱処理後に研磨することを除いて、基本的にクラインベルグ法を採用しています。