Dans la conception de la transmission des engrenages, l'angle de pression (angle de pression, α) est un paramètre clé qui affecte directement la contrainte de contact des engrenages, la stabilité de la transmission et la capacité de support.ISO 53 La norme spécifie les valeurs d'angle de pression couramment utiliséesDans l'application pratique de l'ingénierie, comment choisir l'angle de pression approprié selon les conditions de travail?Cet article analysera en profondeur les caractéristiques de transmission des engrenages à angle de pression 20 et 25, et de discuter de l'application de la boîte de vitesses de transport ferroviaire.

Concept de base de l'angle de pression

L'angle de pression α est l'angle entre la normale et la normale commune du point d'engagement des engrenages.

La taille de l'angle de pression détermine la direction de la force de transfert des engrenages:

Un angle de pression plus petit (comme 20) produira une grande force tangentielle, améliorera la stabilité de la transmission, adapté à des occasions de haute précision et de faible bruit.

Un grand angle de pression (tel que 25) augmentera la force radiale et améliorera la capacité de charge de l'engrenage, adapté aux conditions de charge élevée, telles que le système de traction de transport ferroviaire.

2. La norme ISO 53 prévoit l'angle de pression

ISO 53 En tant que norme internationale sur les engrenages, elle spécifie la relation de correspondance entre le module d'engrenages, le nombre de dents et les angles de pression, dont 20 et 25 sont les angles de pression standard les plus courants:

20 Angle de pression (recommandation ISO 53)

Convient à la grande majorité des engins industriels, tels que les machines-outils, les boîtes de vitesses automobiles, etc.

Le profil de l'engrenage est plus équilibré, avec une efficacité de transmission élevée et un faible bruit.

Une capacité de charge modérée convient pour des scénarios d'application à charge modérée.

25 Angle de pression (application étendue selon l'ISO 53)

Convient à la charge lourde, à la charge d'impact élevé du système d'engrenages, tels que les boîtes de vitesses de transport ferroviaire, les machines minières.

Augmentation de la capacité portante de l'engrenage, mais au prix d'une grande charge radiale, la nécessité de renforcer le support de roulement.

Il convient aux engins à haute résistance et à l'espace limité.

3Analyse de sélection des 20 et 25

Du point de vue de la sélection du type, si l'engrenage a besoin d'une grande précision, d'une grande stabilité, l'angle de pression 20 est le meilleur choix; si l'engrenage supporte une charge lourde et une grande charge d'impact,l'angle de pression 25 est plus approprié.

4Application de la pression Angle dans la boîte de vitesses de transport ferroviaire

Dans la boîte de vitesses de transport ferroviaire, l'engrenage a non seulement besoin d'une résistance élevée, mais assure également une longue durée de vie et un faible bruit, de sorte que le choix de l'angle de pression est particulièrement critique.

La boîte de vitesses du métro adopte généralement un angle de pression de 20 pour réduire le bruit de vibration et améliorer la stabilité de fonctionnement, ce qui convient aux exigences de confort du transport ferroviaire urbain.

Les boîtes de vitesses ferroviaires à grande vitesse utilisent généralement des angles de pression de 20 ou 22,5 pour équilibrer la capacité de charge et l'efficacité de transmission, tout en optimisant la durabilité de l'engrenage.

La boîte de vitesses du train de marchandises lourds adopte généralement un angle de pression de 25 pour améliorer la capacité de roulement de l'engrenage, améliorer la résistance aux chocs de l'engrenage,et s'adapter à l'environnement de travail à couple élevé à long terme.

5Calculer l' analyse du cas

Cas 1: Effet de l'angle de pression sur les contraintes de contact des engrenages

Il est connu que la puissance de la transmission des engrenages est de 100 kW, le module des engrenages est de 6 mm et la vitesse est de 1800 tr/min, calculant la variation de la contrainte de contact aux angles de pression de 20 et 25 respectivement.

Les résultats des calculs montrent que, dans les mêmes conditions de travail, la contrainte de contact de l'engrenage à angle de pression de 25 est d'environ 12% supérieure à celle de l'engrenage à angle de pression de 20,ce qui signifie que la surface des dents d'engrenage a besoin d'une résistance à l'usure plus élevée et d'un support matériel plus solide.

20 L'angle de pression convient à la plupart des engrenages industriels, à une transmission fluide, à un faible bruit et est largement utilisé dans les boîtes de vitesses de transport ferroviaire urbain.

25 L'angle de pression convient à des conditions de travail à forte charge et à fort impact, telles que le train ferroviaire lourd et les équipements miniers, mais la conception du roulement doit être renforcée.

20 ou 25 est généralement sélectionné en fonction des exigences de fonctionnement, qui doivent être combinées avec le calcul de la charge, le contrôle du bruit, la durée de vie des engrenages et d'autres facteurs.

Dans la conception d'ingénierie, la simulation FEA peut analyser la situation de force de différents angles de pression, optimiser la conception de la boîte de vitesses et améliorer la fiabilité du système de transmission.