Opotrebenie ozubenia

Po niekoľkých desiatkach kilometrov alebo niekoľkých vybitých baterkách alebo dlhšom období jazdenia dochádza k zvýšeniu hlučnosti počas jazdy s podvozkom. Prejavuje sa to najmä u podvozkov so základným prevodovým ozubením, ktoré je tvorené 19-zubovým hliníkovým pastorkom a 61-zubovým plastovým ozubeným kolesom.

Diagnostika je pomerne jednoduchá, pretože je počuj iný zvukový doprovod pri jazde vpred (hlasnejší) ako pri jazde vzad (tichší). Jav, ktorý spôsobuje túto zmenu je opotrebenie ozubenia hliníkového pastorka v smere prevažnej jazdy, čiže z jazdy vpred. Veď predsa je pastorok v kontakte 3,21-krát častejšie.

Proces opotrebenia možno charakterizovať troma fázami:

• v prvej fáze dochádza k únavovému opotrebeniu hlinikového materiálu, čo sa prejavuje kumuláciou napätia a povrchových porúch v tenkej povrchovej vrstve pri kontaktnom napätí. Materiál na povrchu mäkne a tvrdene zároveň a nepatrne ustupuje pred kontaktným povrchom. Toto všetko sa deje síce v mikro hodnotách ale deje sa predsa!

• druhá fáza nadväzujúca na vôlu vzniknutú z únavy materiálu pridáva na typicky zakrivené (evolventné) styčné plochy šmykové a ťahové namáhanie prejavujúce sa mikro rázmi dosadania zubov do seba. Tieto nepatrné rázy majú tendenciu pechovať už nesúdržnú povrchovú vrstvičku zubov, čím nastáva porušovanie povrchu a následné vydroľovanie väčších či menších kusov materiálu zo zubov, dochádza k tzv. "pittingom".

• v tretej fáze sa dej opotrebenia z intenzívňuje

Oddelené častice mäkkého hliníkového kovu sa vplyvom deformácie pri kontakte zub->častica<-zub menia na akúsi "hliníkovú pastu", ktorá zafarbuje pôvodne biele 61 zubové koleso. Táto nežiadúca pasta môže zachytiť inak nezachytiteľné mechanické nečistoty preniknuté pod kryt prevod na zuby. Drobné zrnko nečistoty ako piesok prichytené v paste sa vplyvom zapadania zubov nemusí uvoľniť, čo vedie k zvyšenému miestnemu tlaku na ploche zubu a môže nastať ešte intenzívnejšie abrazívne opotrebenie.

K poruche podobného typu dochádza tiež pri nevhodne nastavenej osovej vzdialenosti.

Nastať môže však aj situácia, kedy sa opotrebuje veľké plastové ozubené koleso spoluzaberajúce s oceľovým pastorkom. Opotrebenie tu vzniká u výrazne poddajnejšieho materiálu.

Prevody I.

Najskôr troška teórie...

h_a - výška hlavy zuba
h_a^* - súčinitel výšky hlavy zuba (ha*=1)
h_f - výška päty zuby
h_f^* - súčinitel výšky päty zuba (hf*=1,25)
h - (celková) výška zuba

d_a - priemer hlavovej kružnice
d_f - priemer pätnej kružnice
d - rozstupová kružnica

c - hlavová vôla
c^* - súčiniteľ hlavovej vôle

m - modul (pomer medzi rozstupovou kružnicou a počtom zubov)
z - počet zubov

A teraz nejaký príklad ako zistiť modul:

Ak chcete kúpiť nové ozubené prevodové kolesá pre experimentovanie s rýchlosťou podvozku a neviete aký modul má mať, tak si to podľa nasledovného príkladu ľahko zistíte...(predavač/internet/príklad)

Zmeriame si posuvným meradlo priemer ozubenného kolesa t.j. priemer hlavovej kruťnice d_a. Spočítame si počet zubov daného ozubeného kolesa z.

24 zubový pastorok1) (#50477)	58 zubové koleso (#53665)
da = 15,45 mm z = 24	da = 36 mm z = 58
Vypočítame:
Podľa normy STN 01 4622 je najbližší normalizovaný rozmer modulu 0,6. Modul ozubeného pastorka je teda 0,6.	Modul ozubeného kolesa je 0,6.

Existujú ešte dva jednoduchšie metódy avšak nie vždy prístupnejšie...

• prvou je naštudovanie si problematiky modulu pre daný model podvozku na internete (aj "laik" musí vedieť kde hľadať)
• druhou je poradenie sa s predavačom v špecializovanej modelárskej predajni (mal by to vedieť)

Pri niektorých ozubených kolesá sa môžeme stretnúť s označením napr. "48 PITCH" (DP-Diametral Pitch). Ide o anglické značenie ("anglický modul"), ktoré je s klasickým modulov vo vzťahu:

čiže: 

Výpočet teoretickej rýchlosti podvozku TT-01.

Potrebujeme vedieť tieto základné parametre:

n_motora - výrobca uvádza v technickej dokumentzácii elektromotora otáčky bez záťaženia
i_c - celkový prevodový pomer; je zložený zo známeho hlavného 1.stupňového prevodovkového pomeru (pastorok-koleso) i_p a neznámeho prevodového pomeru difernciálu i_d.
D - priemer jazdených kolies

• Elektromotor Mabuchi RS-540 (#53068) má n_motora = 18300 ot/min
• Keď použijeme 24 zubový pastorok a 58 zubové koleso, z tabuľky prevodov vieme odčítať prislúchajúci celkový prevod i_c = 6,28.
  
• Priemer kolies sa síce trocha líši ale uvažujme prípad D = 63 mm

= 576,74238 m/min = 0,57674238 km/min = 34,6 km/h

Prevody II.

Pozícia motora alebo osová vzdialenosť.
Objasnenie prevodov TT-01.

V manuály podvozku sa v tabuľke prevodov uvádzajú celkové prevodové pomery vybraných dvojíc ozubených kolies. Tieto dvojice ozubených kolies (pastorok-koleso) sú spárované tak, aby konštrukčne umožňovali presné a plynulé zapadanie ozubenia pri chode do seba, vzhľadom na rozmerové parametre oboch ozubených kolies.

Inak povedané súkolesie "A-B" a "C-B" nemajú rovanakú osovú vzdialenosť. Výrobca resp. konštruktér TT-01-tky riešil nastavenie rôznej osovej vzdialenosti pre rôzne páry súkolesí zmenou uloženia pastorka. Keďže veľké ozubené koleso je pevne upevnené na stredovej hriadeli zmenu osovej vzdialenosti vykonáva pastorok (upevnený na hriadeli elektromotora) s celým telesom elektromora. Elektromotor je v správnej polohe priskrutkovaný k držiaku motora, na ktorom sú otvory pre skutky rozpočítané, vyvŕtané a označené tak, aby bola osová vzdialenosť ideálna a teda aby bol plynulý záber zubov.

No a prečo sú vlastne tie dvojice tak ako sú? ...si vysvetlíme na nasledovnom príklade:

Vypočítame si rozstupové priemery pre ozubené kolesá i pastorky. Vychádzame z poznatku, že modul je pomer medzi priemerom rozstupovej kružnice a počtom zubov.

Teraz keď sú známe potrebné parametre vypočítame prečo sú prečo sú dvojice v polohách ktorých sú...

Pre výpočet osovej vzdialenosti "a" sú dôležité rozstupové priemery, pretože určujú optimálnu vzdialenosť súkolesia vzhľadom na plynulosť chodu.

Niektorý vlastníci TT-01, ktorý sa dostali aj k viac zubovým kolesám zašli ešte ďalej.

Objasnenie prevodov TT-01.

Z manuálu známy celkový prevodový pomer i_c,

podelíme na prevodový pomer 1.stupňovej prevodovky i_p a diferenciálu i_d.
Prevodový pomer jednostupňovej prevodovky, čiže pastorok-koleso si jednoducho vypočítame:

...keďže ide o prevod do pomala

Následne vypočítame zostatkový prevod diferenciálu:

Kompletným výpočtom si potvrdíme matematickú skúšku správnosti.

• Pri druhom spôsob zistiťovania prevodového pomeru diferenciálu, je treba zrátať počet zubov na kuželovom pastorku na konci pohonného hriadeľa a na tanierovom kolese diferenciálu.

Odrátať zuby ide pohodlne bez potreby demontáže diferáku z podvozku aj z manuálu, kde je dostatočne vydieť počty zubov.

Z odrátaných zubov (pastorok=15, tanierové koleso=39) následne vypočítame prevod diferenciálu: