Waarom adviseert Apex Dynamics circa 20 tanden voor het rondsel, waarom niet meer of minder? Waarom nemen de waarden van de voedkracht niet simpelweg toe met een groter aantal tanden? We bespreken de voor en nadelen van rondsels met zowel meer als minder tanden en hoe dit in belangrijke mate door de toepassing wordt bepaald. Daarnaast delen we de verschillende oplossingen, interfaces en kwaliteitsniveaus in een handig overzicht. Na het lezen van dit artikel weet u precies welk rondsel u moet hebben!
Rondsels met minder dan 20 tanden
Door het ontwerp van het rondsel met minder dan 20 tanden moet vaak een profielwijzigingsfactor worden gebruikt, waardoor de steekdiameter gecorrigeerd wordt : dit wordt de “dw”. Dit leidt helaas ook tot een tand-profielwijziging, welke wordt veroorzaakt door ondersnijding :
De ondersnijding bij het vertanden is een vervelend bij-effect in de productie van tandwielen. Wanneer het tandaantal van een volgens het afwikkelsysteem gefreesd tandwiel onder het grensgetal 17 ligt (bij een drukhoek van 20°) ziet men dat de tandvoet een uitholling vertoont; hoe kleiner het tandaantal, hoe groter de uitholling.
Deze uitholling kan een verzwakking van de tandvoet betekenen, zodat de breukgevoeligheid toeneemt. Tevens wordt daardoor een belangrijk gedeelte van de evolvente flank onder de steekcirkel weggehaald, zodat dit gedeelte van de flank geen contact meer heeft tijdens de ingrijping.
Ter verduidelijking vindt u hiernaast een tandwiel met 10 tanden en een drukhoek van a = 20° in drie verschillende uitvoeringen.
Figuur A werd bijgestuurd door het toepassen van een correctie x = + 0,5. Deze vertanding heeft een brede tandvoet.
Figuur B werd er geen correctie toegepast, doch er is een lichte ondersnijding vast te stellen, gezien het gering aantal tanden. De tanden hebben een iets verzwakte tandvoet
Figuur C werd de ondersnijding benadrukt door een negatieve correctie toe te passen van x = – 0,5. De tandvoet is hier enorm verzwakt en de ondersnijding is duidelijk.
Rondsels met minder dan 20 tanden hebben een minder goede werking van het tandwielpaar, gekenmerkt door meer geluid, trillingen, een snellere slijtage en, belangrijker nog, een mindere weerstand tegen breuk. Dit probleem kan opgelost worden door het vergroten van de drukhoek; het verkleinen van de tandhoogte; het verleggen van het afwikkelzone bij het frezen; of door een combinatie van deze verschillende mogelijkheden. Echter: rondsels en tandheugels dienen uitwisselbaar te zijn tussen de verschillende aanbieders, dus een aanpassing is niet wenselijk.
Voor en nadelen rondsel met minder dan 20 tanden
Nadelen
Lagere koppels door de aangepaste evolvente bij de tandvoet
Snellere slijtage door de hogere snelheden van het rondsel
Een mindere weerstand tegen breuk door de smallere tandvoet
Voordeel
Nauwkeurig door de kleine diameter.
Rondsels met meer dan 20 tanden
Bij veel manieren om een rondsel aan de tandwielkast te bouwen is het gemakkelijk om (veel) meer dan 20 tanden toe te passen. Het risico op ondersnijding is er niet, dus er is geen sprake van een profielverschuivingsfactor en de tandvoet blijft lekker breed. Ideaal zou je zeggen, maar toch zijn er bedenkingen. Groter is niet altijd beter (Ruimtebeslag in de machine) en om de snelheden van de aandrijving lager te houden moet er meer gereduceerd worden, wat vaker leidt naar een meertraps tandwielkast. Voor direct drives dient de encoder een fijnere resolutie te hebben.
Voor en nadelen rondsel met meer dan 20 tanden
Nadelen:
Onnauwkeurig. Als er in de aandrijving een kleine speling zit, zal dit door de grotere diameter van het rondsel uitvergroot worden.
Lagere voedkracht. Het over te dragen koppel neemt licht toe, maar de voedkracht neemt af. (T = F * a)
Hogere reductie : Voor het rondsel met 30 ~ 40 tanden dient vaak een tandwielkast met een hoge overbrengingsverhouding worden toegepast. Een tandwielkast met hogere overbrengverhouding is vaak duurder is en vaak iets meer speling.
Voordeel:
Eenvoudige montage en relatief goedkoop.
Conclusie
Empirisch gezien is een rondsel met circa 20 tanden optimaal. Daarom heeft Apex Dynamics het “Curvic Plate” rondsel uitgevonden waarbij de koppels, speling, slijtage én servicevrijheid optimaal is. Met servicevrijheid wordt bedoeld dat het rondsel eenvoudig uit te wisselen is. Stel dat je een complete aandrijving hebt van motor, tandwielkast en tandheugel/rondsel, dan zal vaak het rondsel het meeste aan slijtage onderhevig zijn. (Bij geharde en geslepen tandheugels tenminste.) De reden hiervoor is het mechanische contact met de tandheugel en het open systeem.
Dit rondsel is eenvoudig te wisselen door het lossen van de centrale bout, waarna het rondsel van de curvic-plate flens genomen kan worden. De Curvic-plate rondsels zijn voorraadartikelen bij Apex Dynamics en daarom snel te leveren.
