Meulage de la dent de Gleason et parage de la dent de Kinberg

Lorsque le nombre de dents, le module, l'angle de pression, l'angle d'hélice et le rayon de la tête de coupe sont identiques, la résistance des dents à profil arqué de type Gleason et celle des dents à profil cycloïdal de type Kinberg sont équivalentes. Voici les raisons :

1) Les méthodes de calcul de la résistance sont identiques : Gleason et Kinberg ont développé leurs propres méthodes de calcul de la résistance des engrenages coniques à denture spirale et ont créé des logiciels d'analyse de conception d'engrenages correspondants. Cependant, toutes utilisent la formule de Hertz pour calculer la contrainte de contact à la surface de la dent ; la méthode de la tangente à 30° est employée pour identifier la section critique ; la charge appliquée à l'extrémité de la dent permet de calculer la contrainte de flexion à la racine ; et l'engrenage cylindrique équivalent, au niveau du point médian de la surface de la dent, sert d'approximation pour calculer la résistance au contact, la résistance à la flexion et la résistance au collage de la surface de la dent des engrenages coniques à denture spirale.

2) Le système de denture Gleason traditionnel calcule les paramètres de l'ébauche d'engrenage en fonction du module de la face d'extrémité de la grande dent, tels que la hauteur de la pointe, la hauteur du pied de dent et la hauteur de la dent active, tandis que Kinberg calcule l'ébauche d'engrenage en fonction du module normal au point médian. La norme de conception d'engrenages Agma la plus récente unifie la méthode de conception des ébauches d'engrenages coniques hélicoïdaux, et les paramètres de l'ébauche sont conçus en fonction du module normal au point médian des dents. Par conséquent, pour les engrenages coniques hélicoïdaux ayant les mêmes paramètres de base (tels que : nombre de dents, module normal au point médian, angle d'hélice au point médian, angle de pression normal), quel que soit le type de denture utilisé, les dimensions de la section normale au point médian sont fondamentalement les mêmes ; Les paramètres de la roue dentée cylindrique équivalente au niveau de sa section médiane étant identiques (ces paramètres concernent uniquement le nombre de dents, l'angle primitif, l'angle de pression normal, l'angle d'hélice au point médian et le milieu de la surface de la dent ; le diamètre primitif est également lié), les paramètres de forme des dents utilisés pour le contrôle de résistance des deux systèmes d'engrenages sont fondamentalement les mêmes.

3) Lorsque les paramètres de base de l'engrenage sont identiques, la largeur limitée de la gorge de fond de dent entraîne un rayon d'arête de coupe inférieur à celui d'un engrenage Gleason. Par conséquent, le rayon de courbure excessif du pied de dent est relativement faible. L'analyse des engrenages et l'expérience pratique montrent qu'un rayon d'arête de coupe plus important permet d'accroître le rayon de courbure excessif du pied de dent et d'améliorer la résistance à la flexion de l'engrenage.

L'usinage de précision des engrenages coniques cycloïdaux de Kinberg ne permet que le raclage des surfaces de dents dures, tandis que les engrenages coniques à arc de cercle de Gleason peuvent être traités par rectification thermique, ce qui permet d'obtenir une surface de cône de pied et une surface de transition de pied de dent optimales. L'extrême douceur entre les surfaces des dents réduit les risques de concentration de contraintes sur l'engrenage, diminue la rugosité de surface (jusqu'à Ra ≤ 0,6 µm) et améliore la précision d'indexage (jusqu'à la classe GB3 à GB5). Ainsi, la capacité de charge de l'engrenage et la résistance au collage des dents sont renforcées.

4) L'engrenage conique à denture quasi-involute, adopté par Klingenberg à ses débuts, est peu sensible aux erreurs de montage et aux déformations du réducteur, car la denture présente une développante dans le sens de sa longueur. Pour des raisons de fabrication, ce type d'engrenage n'est utilisé que dans certains domaines spécifiques. Bien que la denture de Klingenberg soit aujourd'hui une épicycloïde allongée et celle du système de Gleason un arc, il existe toujours un point sur ces deux dentures qui satisfait aux conditions d'une développante. Pour les engrenages conçus et usinés selon le système de denture Kinberg, le point de la denture satisfaisant la condition de développante est proche de l'extrémité de la dent. Ainsi, la sensibilité de l'engrenage aux erreurs de montage et aux déformations dues à la charge est très faible, d'après Gerry. Selon les données techniques de la société Sen, pour les engrenages coniques à denture hélicoïdale en arc de cercle, l'usinage peut être réalisé avec une fraise de plus petit diamètre, de sorte que le point de la denture satisfaisant la condition de développante se situe entre le milieu et l'extrémité de la denture. On garantit ainsi une résistance aux erreurs de montage et aux déformations de la boîte équivalente à celle des engrenages Kinberg. Le rayon de la fraise utilisée pour l'usinage d'engrenages coniques Gleason à denture en arc de cercle de même hauteur étant inférieur à celui utilisé pour l'usinage d'engrenages coniques aux mêmes paramètres, le point satisfaisant la condition de développante est garanti entre le milieu et l'extrémité de la denture. De ce fait, la résistance et les performances de l'engrenage sont améliorées.

5) Par le passé, certains pensaient que le système de denture Gleason des engrenages à grand module était inférieur au système de denture Kinberg, principalement pour les raisons suivantes :

①. Les engrenages Klingenberg sont grattés après traitement thermique, mais les dents de retrait traitées par les engrenages Gleason ne sont pas finies après traitement thermique, et la précision n'est pas aussi bonne que la première.

2. Le rayon de la tête de coupe pour l'usinage des dents à retrait est supérieur à celui des dents Kinberg, et la résistance de l'engrenage est moindre ; en revanche, le rayon de la tête de coupe pour les dents à arc de cercle est inférieur à celui des dents à retrait, et similaire à celui des dents Kinberg. Le rayon de la tête de coupe ainsi obtenue est équivalent.

③. Gleason recommandait des engrenages à petit module et à grand nombre de dents lorsque le diamètre de l'engrenage est le même, tandis que l'engrenage à grand module de Klingenberg utilise un grand module et un petit nombre de dents, et la résistance à la flexion de l'engrenage dépend principalement du module, donc la résistance à la flexion de Limberg est supérieure à celle de Gleason.

Actuellement, la conception des engrenages adopte essentiellement la méthode de Kleinberg, sauf que la ligne de denture passe d'une épicycloïde allongée à un arc, et que les dents sont rectifiées après traitement thermique.