Sterkteberekening van tandwielen

Het gronddoel van de weerstandsberekening is een verantwoorde vormgeving, de keuze van de juiste vertandingkenmerken en de daarvan afgeleide afmetingen; dit alles in functie van de over te brengen krachten of vermogens, in welbepaalde werkingsvoorwaarden; oftewel, voor bestaande tandwielen of voorgestelde kenmerken, de kracht overbrengingscapaciteit en de waarschijnlijke levensduur na te zien of bij benadering vast te leggen.

Dit staat dus gelijk met het bepalen van materialen en vertandingen die, voor een bepaalde of veronderstelde belasting, zullen vermijden dat tandbreuk of tandflank beschadiging optreden en zodoende een voldoende levensduur kunnen verzekeren of in ’t vooruitzicht stellen. Het spreekt vanzelf dat een goede oplossing een redelijke zekerheidscoëfficiënt voorziet en te zware of te grote tandwielen, die vaak duur zijn en soms tot nutteloos hoge omtreksnelheden leiden, vermijdt.
Indien de weerstandsberekening van tandwielen tamelijk ingewikkeld lijkt, is dit vooral toe te schrijven aan de vorm van de vertandingen, aan de beweging die een voortdurende wisseling van de krachten meebrengt, aan hun verdeling, zoals ook aan de moeilijkheid de maximum belasting, de invloed van de traagheidskrachten en de invloed van de montage voorwaarden te bepalen.

Anderzijds zijn de fouten eigen aan de vertanding zelf (rondheid, excentriciteit, verdeelfouten, richting of profielfout) en de graad van afwerking van de tandflank andere elementen die rechtstreekse invloed hebben op de gedragingen van een
tandwiel en waarmee men rekening zou dienen te houden, maar die uiteindelijk moeilijk in cijfers kunnen omgezet worden.
Rekening houdend met de wisseling van de belasting en werkingsvoorwaarden, met de veelvuldigheid van de factoren die de gedraging van een tandwieloverbrenging beïnvloeden, ligt het voor de hand dat de weerstand van een vertanding, zowel tegen breuk of tegen slijtage, en voor een bepaald materiaal, niet evenredig is aan de afmetingen van een tand (sectie van tandvoet en tandbreedte), maar ook in grote mate afhankelijk is van de snelheid, de tandvorm (profielen), de ingrijplijn en de kwaliteit van afwerking.

Een rechtstreeks verband trachten te leggen tussen deze factoren en de kracht overbrengingscapaciteit voor een bepaalde levensduur, was een ingewikkelde taak waarvoor eminente onderzoeksmensen en practici zich hebben ingespannen.
Het ging erom een enkelvoudige en rationele berekeningsmethode op te stellen, getoetst aan een groot aantal proeven, observaties, controles en vergelijkingen van gedragingen van tandwielen, in zeer verscheiden en gespreide werkingsvoorwaarden. De zodoende opgedane ondervinding heeft toegelaten een formule op te stellen waarin alle weerstands- bepalende factoren opgenomen zijn en passende coëfficiënten in te schakelen.

Dankzij de hulp van computer programma’s is het vandaag mogelijk op een snelle manier tandwielstellen na te rekenen volgens de verschillende normen. Bij eventuele problemen kunnen wij voor u steeds tandwielstellen of tandwielkasten narekenen of ontwerpen.