En el diseño de la transmisión de engranajes, el ángulo de presión (Ángulo de presión, α) es un parámetro clave, que afecta directamente a la tensión de contacto del engranaje, la estabilidad de la transmisión y la capacidad de soporte.ISO 53 La norma especifica los valores de ángulo de presión comúnmente utilizadosAsí, en la aplicación práctica de la ingeniería, ¿cómo elegir el ángulo de presión adecuado de acuerdo con las condiciones de trabajo?Este trabajo analizará en profundidad las características de transmisión de 20 y 25 engranajes de ángulo de presión, y discutir la aplicación de la caja de cambios de tránsito ferroviario.

Concepto básico del ángulo de presión

El ángulo de presión α es el ángulo entre la normal y la normal común del punto de enganche del engranaje.

El tamaño del ángulo de presión determina la dirección de la fuerza de transferencia del engranaje:

Un ángulo de presión más pequeño (como el 20) producirá una gran fuerza tangencial, mejorará la estabilidad de la transmisión, adecuado para ocasiones de alta precisión y bajo ruido.

Un ángulo de presión grande (como el 25) aumentará la fuerza radial y mejorará la capacidad de carga del engranaje, adecuado para condiciones de alta carga, como el sistema de transmisión de trenes.

2. Norma ISO 53 Disposición para el ángulo de presión

ISO 53 Como norma internacional de engranajes, especifica la relación de correspondencia del módulo de engranajes, el número de dientes y los ángulos de presión, de los cuales 20 y 25 son los ángulos de presión estándar más comunes:

20 Ángulo de presión (recomendación ISO 53)

Apto para la gran mayoría de los equipos industriales, como máquinas herramienta, caja de cambios de automóviles, etc.

El perfil del engranaje es más equilibrado, con una alta eficiencia de transmisión y bajo ruido.

La capacidad de carga moderada es adecuada para escenarios de aplicación de carga moderada.

25 Ángulo de presión (aplicación ampliada de la norma ISO 53)

Adecuado para cargas pesadas, carga de alto impacto del sistema de engranajes, como caja de engranajes de tránsito ferroviario, maquinaria minera.

Aumentó la capacidad de carga del engranaje, pero a costa de una gran carga radial, la necesidad de reforzar el soporte de rodamiento.

Es adecuado para equipos de espacio limitado y de alta resistencia.

3Análisis de selección de 20 y 25

Desde el punto de vista de la selección del tipo, si el engranaje necesita una alta precisión, alta estabilidad, el ángulo de presión 20 es la mejor opción; si el engranaje soporta una carga pesada y una gran carga de impacto,el ángulo de presión de 25 es más apropiado.

4Aplicación de la presión Ángulo en la caja de cambios de tránsito

En la caja de cambios de tránsito ferroviario, el engranaje no solo necesita una alta resistencia, sino que también garantiza una larga vida útil y bajo ruido, por lo que la elección del ángulo de presión es particularmente crítica.

La caja de cambios del metro generalmente adopta un ángulo de presión de 20 para reducir el ruido de vibración y mejorar la estabilidad de operación, lo que es adecuado para los requisitos de confort del tránsito ferroviario urbano.

Las cajas de cambios de alta velocidad suelen utilizar ángulos de presión de 20 o 22.5 para equilibrar la capacidad de carga y la eficiencia de transmisión, al tiempo que optimizan la durabilidad del engranaje.

La caja de engranajes de un tren de carga pesado suele adoptar un ángulo de presión de 25 para mejorar la capacidad de carga del engranaje, mejorar la resistencia al impacto del engranaje,y adaptarse al entorno de trabajo de alto par a largo plazo.

5Calcular el análisis del caso

Caso 1: Efecto del ángulo de presión sobre la tensión de contacto del engranaje

Se sabe que la potencia de la transmisión de engranajes es de 100 kW, el módulo de engranajes es de 6 mm y la velocidad es de 1800 rpm, calculando el cambio de tensión de contacto en los ángulos de presión de 20 y 25 respectivamente.

Los resultados de los cálculos muestran que, en las mismas condiciones de trabajo, la tensión de contacto del engranaje de ángulo de presión de 25 es aproximadamente un 12% superior a la del engranaje de ángulo de presión de 20,lo que significa que la superficie del diente de engranaje necesita una mayor resistencia al desgaste y un soporte material más fuerte..

20 El ángulo de presión es adecuado para la mayoría de los engranajes industriales, transmisión suave, bajo ruido y ampliamente utilizado en la caja de cambios de transporte ferroviario urbano.

El ángulo de presión es adecuado para condiciones de trabajo de alta carga y alto impacto, como trenes pesados y equipos mineros, pero el diseño del rodamiento debe reforzarse.

20 o 25 suele seleccionarse de acuerdo con los requisitos de funcionamiento, que deben combinarse con el cálculo de la carga, el control del ruido, la vida útil del engranaje y otros factores.

En el diseño de ingeniería, la simulación de FEA puede analizar la situación de fuerza de diferentes ángulos de presión, optimizar el diseño de la caja de cambios y mejorar la confiabilidad del sistema de transmisión.