Terug naar overzicht

Hoe beoordeel je de nauwkeurigheid van een tandwielkast?

Nauwkeurigheid, wat bedoelen we daar precies mee? Zelfs voor technisch specialisten is de nauwkeurigheid van een servo-overbrenging complex. Daarom leggen we in dit artikel uit welke factoren de nauwkeurigheid van een tandwielkast bepalen en maken we een uitstapje naar de zogenaamde transmissiefout.

Bij het beoordelen van de prestaties van een tandwielkast, wordt nauwkeurigheid vaak geassocieerd met het begrip ‘speling’. Dit verwijst naar de beweging die optreedt wanneer de tandwielkast van richting verandert en geeft de precisie aan waarmee de tandwielen op elkaar inspelen. Deze speling wordt uitgedrukt in boogminuten, waarbij één boogminuut gelijkstaat aan 1/60e van een graad. De test om de speling van een tandwielkast te meten, houdt in dat de ingaande as wordt vergrendeld, terwijl de uitgaande as belast wordt in beide richtingen. Hierbij wordt doorgaans 2% van het nominale koppel als testbelasting gebruikt, zodat enkel de speling gemeten wordt zonder vervorming door torsie in de componenten.

Nauwkeurigheid tandwielkast beoordelen

Speling in een tandwielkast wordt beïnvloed door diverse factoren die terug te voeren zijn op de precisie van de individuele tandwielen. Hierbij spelen met name de rondheid van de tandwielen, spoedafwijkingen, drukhoekafwijkingen en spiraalhoekafwijkingen een rol.

Rondheid

Dit betreft de variaties in de straal van het tandwiel over een volledige omwenteling. Wanneer delen van het tandwiel kleiner zijn dan de ontworpen diameter, neemt de speling toe.

Spoedafwijking

Ook wel tand-tandfout genoemd, dit betreft de afwijkingen in positie tussen opeenvolgende tanden. Een grotere ruimte tussen de tanden vergroot de speling, terwijl minder ruimte deze verkleint.

Drukhoekafwijking

De kracht die wordt overgedragen tussen tandwielen staat niet volledig haaks op de diameter, maar onder een specifieke hoek, de drukhoek. Afwijkingen in deze hoek kunnen de nauwkeurigheid van de tandwielkast negatief beïnvloeden.

Spiraalhoekafwijking

Schuinvertande tandwielen hebben een grotere contactoppervlakte tussen de tanden, wat resulteert in minder geluid en een soepelere werking. Afwijkingen in de spiraalhoek kunnen echter zowel de speling vergroten als verkleinen.

Transmissiefout en efficiëntie

Hoewel speling een belangrijke indicator is voor nauwkeurigheid, biedt het slechts een gedeeltelijk beeld. Een andere belangrijke factor is de transmissiefout, die het verschil weergeeft tussen de verwachte en werkelijke positie van de tandwielen. Deze fout wordt beïnvloed door rondheid en druk- en spiraalhoekafwijkingen. In veel gevallen is transmissiefout een betere maatstaf voor de algehele kwaliteit van een tandwielkast.

Daarnaast speelt ook de efficiëntie van de tandwielkast een cruciale rol in de prestaties. Deze wordt beïnvloed door rondheid en spoedafwijkingen, maar vooral door de geometrie van de tandwielen zelf, zoals de druk- en spiraalhoek. Optimalisaties in deze parameters dragen niet alleen bij aan een nauwkeurigere werking, maar kunnen ook leiden tot hogere koppels en verbeterde prestaties.

Nauwkeurigheid versus herhaalbaarheid

Het beoordelen van de nauwkeurigheid van een tandwielkast vereist meer dan enkel het meten van speling. Hoewel speling een nuttige maatstaf is, geeft een breder begrip van transmissiefouten en andere precisieparameters een vollediger beeld van de kwaliteit van een tandwielkast. Innovaties in tandwielontwerp en controle over microgeometrieën bieden mogelijkheden om zowel nauwkeurigheid als efficiëntie te verbeteren, wat resulteert in hogere prestaties en een langere levensduur van de tandwielkast.

Onderstaande afbeelding illustreert het verschil tussen nauwkeurigheid en herhaalbaarheid. Het linker diagram toont een tandwielkast met een lage kwaliteit, terwijl het rechter diagram de prestaties van een hoogwaardige tandwielkast weergeeft.