No projeto da transmissão de engrenagem, o ângulo de pressão (Ángulo de pressão, α) é um parâmetro chave, que afeta diretamente a tensão de contato da engrenagem, a estabilidade da transmissão e a capacidade de suporte.ISO 53 A norma especifica os valores dos ângulos de pressão comumente utilizadosAssim, na aplicação prática da engenharia, como escolher o ângulo de pressão apropriado de acordo com as condições de trabalho?Este trabalho irá analisar profundamente as características de transmissão de 20 e 25 engrenagem ângulo de pressão, e discutir a aplicação da caixa de engrenagens de transporte ferroviário.

Conceito básico do ângulo de pressão

O ângulo de pressão α é o ângulo entre a normal e a normal comum do ponto de engate da engrenagem.

O tamanho do ângulo de pressão determina a direção da força de transferência da engrenagem:

Um ângulo de pressão menor (como 20) produzirá uma grande força tangencial, melhorando a estabilidade da transmissão, adequado para ocasiões de alta precisão e baixo ruído.

Um grande ângulo de pressão (como 25) aumentará a força radial e melhorará a capacidade de carga da engrenagem, adequada para condições de alta carga, como sistema de acionamento de trânsito ferroviário.

2. Norma ISO 53 Disposição do ângulo de pressão

ISO 53 Como norma internacional de engrenagens, especifica a relação de correspondência do módulo de engrenagens, número de dentes e ângulos de pressão, dos quais 20 e 25 são os ângulos de pressão padrão mais comuns:

20 Ângulo de pressão (recomendação ISO 53)

Adequado para a grande maioria dos equipamentos industriais, tais como máquinas-ferramenta, caixa de velocidades de automóveis, etc.

O perfil da engrenagem é mais equilibrado, com alta eficiência de transmissão e baixo ruído.

A capacidade de carga moderada é adequada para cenários de aplicação de carga moderada.

25 Ângulo de pressão (aplicação alargada da norma ISO 53)

Adequado para cargas pesadas, cargas de alto impacto do sistema de engrenagens, como caixa de engrenagens de transporte ferroviário, máquinas de mineração.

Aumentou a capacidade de suporte da engrenagem, mas à custa de uma grande carga radial, a necessidade de reforçar o suporte de suporte.

É adequado para engrenagens de espaço limitado e de alta resistência.

3Análise de selecção de 20 e 25

Do ponto de vista da selecção do tipo, se a engrenagem necessita de alta precisão, alta estabilidade, o ângulo de pressão 20 é a melhor escolha; se a engrenagem suportar carga pesada e grande carga de impacto,o ângulo de pressão 25 é mais adequado.

4Aplicação da pressão Ângulo na caixa de velocidades de trânsito ferroviário

Na caixa de velocidades de trânsito ferroviário, a engrenagem não só precisa de alta resistência, mas também garante uma longa vida útil e baixo ruído, por isso a escolha do ângulo de pressão é particularmente crítica.

A caixa de velocidades do metrô geralmente adota ângulo de pressão de 20 para reduzir o ruído de vibração e melhorar a estabilidade de operação, o que é adequado para os requisitos de conforto do trânsito ferroviário urbano.

As caixas de velocidades ferroviárias de alta velocidade geralmente usam ângulos de pressão de 20 ou 22,5 para equilibrar a capacidade de carga e a eficiência da transmissão, ao mesmo tempo em que otimizam a durabilidade da engrenagem.

A caixa de engrenagens de trem de carga pesado geralmente adota 25 ângulo de pressão para melhorar a capacidade de carga da engrenagem, aumentar a resistência ao impacto da engrenagem,e adaptar-se ao ambiente de trabalho de alto binário a longo prazo.

5Calcule a análise do caso

Caso 1: Efeito do ângulo de pressão sobre a tensão de contacto das engrenagens

Sabe-se que a potência da transmissão da engrenagem é de 100 kW, o módulo da engrenagem é de 6 mm e a velocidade é de 1800 rpm, calculando a mudança da tensão de contato nos ângulos de pressão de 20 e 25, respectivamente.

Os resultados dos cálculos mostram que, nas mesmas condições de funcionamento, a tensão de contacto da engrenagem de ângulo de pressão de 25 é cerca de 12% superior à da engrenagem de ângulo de pressão de 20,o que significa que a superfície dos dentes de engrenagem necessita de uma maior resistência ao desgaste e de um suporte material mais forte.

20 O ângulo de pressão é adequado para a maioria das engrenagens industriais, transmissão suave, baixo ruído e amplamente utilizado na caixa de engrenagens de transporte ferroviário urbano.

25 Ângulo de pressão é adequado para condições de trabalho de elevada carga e de alto impacto, tais como trens ferroviários pesados e equipamentos de mineração, mas o projeto do rolamento deve ser reforçado.

20 ou 25 é geralmente selecionado de acordo com os requisitos de funcionamento, que devem ser combinados com o cálculo da carga, controlo do ruído, vida útil da engrenagem e outros fatores.

No projeto de engenharia, a simulação FEA pode analisar a situação de força de diferentes ângulos de pressão, otimizar o projeto da caixa de velocidades e melhorar a confiabilidade do sistema de transmissão.