La conception des engrenages forgés doit tenir compte à la fois de la fonctionnalité de la transmission et des exigences matérielles et structurelles spécifiques du processus de forgeage pour garantir la fiabilité sous charge et pendant le fonctionnement. Les aspects clés de la conception comprennent les paramètres des engrenages, la sélection des matériaux, la configuration structurelle et les surépaisseurs d'usinage.
Conception des paramètres d'engrenage
La conception des engrenages commence par la détermination des paramètres géométriques tels que le nombre de dents, le module, l'angle de pression, la largeur de la face et la hauteur de l'addendum ; ceux-ci déterminent directement le rapport de démultiplication, la précision du maillage et la capacité portante-. Pour les engrenages forgés, les considérations doivent également inclure les tolérances d'ébauche de forgeage et la compensation de la déformation post-traitement thermique-pour garantir que la précision finale répond aux spécifications de conception.
Conception matérielle et structurelle
Les engrenages forgés utilisent généralement des aciers alliés ou des aciers au carbone, tels que 20CrMo ou 42CrMo. La sélection des matériaux doit équilibrer la résistance, la ténacité, la résistance à l'usure et la trempabilité pour résister à des charges élevées, des vitesses de rotation élevées ou des conditions d'impact. La conception structurelle doit se concentrer sur les congés des racines des dents, la répartition de la largeur des faces et l'épaisseur des pointes afin de minimiser les concentrations de contraintes et d'éviter les fissures de fatigue des racines, prolongeant ainsi la durée de vie de l'engrenage.
Conception de processus et d'usinage
La phase de conception doit également prendre en compte l'impact du processus de forgeage sur la géométrie de l'ébauche d'engrenage-comme la faisabilité du forgeage-du diamètre d'alésage, du diamètre extérieur de l'ébauche et du profil des dents. Une surépaisseur d'usinage suffisante doit être prévue pour obtenir les dimensions et la précision finales après les opérations de traitement thermique et de finition. De plus, la conception doit garantir le maintien de la coaxialité et de la précision du profil des dents après le traitement thermique, évitant ainsi la déformation ou le gauchissement.