7. Poszukiwania zarysu idealnego - zazębienie kołowołukowe Mimo znacznych osiągnięć w dziedzinie technologii produkcji, konstrukcji i metod obliczeniowych przekładni z zazębieniem ewolwentowym, ich obciążalność staje się w wielu przypadkach niezadowalająca wobec wzrastających wymagań co do zmniejszenia wymiarów i masy układów napędowych.
W związku z tym już od wielu lat czynione są próby m.in. zastąpienia ewolwentowych zarysów zębów takimi zazębieniami, w których wypukły zarys zębów jednego koła stykałby się z wklęsłym zarysem zębów koła współpracującego, przy wyeliminowaniu wad zazębienia cykloidalnego.
Pierwszą wykonaną i działającą przekładnią o zazębieniu zewnętrznym, w której zęby jednego koła miały zarys wypukły, a koła współpracującego zarys wklęsły, była przekładnia o nazwie VBB, opatentowana w 1922 r. przez Anglików Bostocka, Bramleya i Moore'a z firmy „Vickers". Była to przekładnia z przesunięciem zarysów P-0 z kołami daszkowymi o ewolwentowym zarysie zębów normalnych (ha= 1), o współczynnikach przesunięcia zarysów xi= —X2= 1. Dzięki takiemu przesunięciu zarysów zęby zębnika miały jedynie głowę, a zęby koła - stopę.
W ciągu następnych lat powstało kilka różnych geometrii zazębienia. Niestety nie były one pozbawione poważnych wad.
Dopiero patent Nowikowa, uzyskany w 1955 r. w b. ZSRR, znalazł zastosowanie w pewnym, nieznacznym zakresie, szczególnie dzięki praktycznie potwierdzonej możliwości przenoszenia zwiększonego obciążenia przez przekładnię o zaproponowanym zazębieniu, w porównaniu z zazębieniem ewolwentowym.
Istnieją trzy możliwe rozwiązania uzębienia przekładni o kołowołukowych zarysach Nowikowa, przedstawione schematycznie na poniższym rysunku.
al |
b) c) | |
* O rv \) |
0 | |
RYS. 3.32. Możliwość ukształtowania zębów o zarysie kolowołukowym: a) wypukłym w zębniku i wklęsłym w kole, b) wklęsłym w zębniku i wypukłym w kole. c) wypukło-wklęsłym w obu kołach |
W początkowym okresie zastosowania zarysu w przekładniach zębatych spotykano najczęściej rozwiązanie pierwsze. Najbardziej zalecanym rozwiązaniem jest trzecia odmiana pokazana powyżej. Rozwiązanie to przypomina zazębienie cykloidalne o niskich zębach, lecz ze względu na kołowołukowy zarys odznacza się całkowicie odmiennymi właściwościami kinematycznymi. Podstawowymi zaletami rozwiązania o wypukło-wklęsłym zarysie są: podwyższona nośność przekładni ze względu na zwiększoną liczbę punktów styku zębów w zazębieniu oraz możliwość nacięcia zębów w obu współpracujących kołach tym samym narzędziem._