Perbedaan Sifat Fisik Profil Gigi Sabuk Timing

Gigi Trapesium:

Efek konsentrasi tegangan yang signifikan: Beban terkonsentrasi di sudut-sudut tajam di kedua sisi akar gigi, membentuk zona tegangan tinggi yang terlokalisasi.

Titik awal terbentuknya retakan: Di bawah beban bolak-balik, retakan kelelahan mudah terbentuk di sudut-sudut ini dan menyebar dengan cepat, menyebabkan kegagalan gigi.

Pemanfaatan material yang rendah: Sebagian besar material gigi tidak ikut berperan dalam menahan beban secara efektif, sehingga menjadi "beban mati".

Gigi Busur/Gigi Parabola (HTD, GT):

Distribusi tegangan yang merata: Profil yang halus dan kontinu memungkinkan distribusi beban yang "teraerosolkan" di sepanjang kontur gigi tanpa perubahan mendadak.

Kekuatan akar yang sangat tinggi: Akar lengkung berfungsi seperti jembatan lengkung, mengubah gaya radial menjadi tegangan tekan di dalam tubuh gigi, sehingga secara signifikan meningkatkan batas kelelahan lentur.

Pemanfaatan material yang tinggi: Profil gigi lebih selaras dengan lintasan tegangan utama, memungkinkan pembebanan material yang lebih efisien. Esensi fisik: Transisi dari singularitas tegangan yang disebabkan oleh diskontinuitas geometris ke keadaan distribusi tegangan seragam melalui kontinuitas geometris.
2. Dinamika Jalinan dan Getaran Benturan

Gigi Trapesium:

Penggabungan "Celah Masuk/Tekan Keluar": Tabrakan terjadi pada saat kontak antara gigi dan alur, yang melibatkan perubahan kecepatan secara tiba-tiba.

Interferensi multi-gigi: Secara teoritis terjadi pengikatan multi-gigi, tetapi karena kesalahan profil gigi dan deformasi elastis, jumlah gigi yang benar-benar terikat sebenarnya rendah, sehingga mengakibatkan distribusi beban yang tidak merata.

Sumber eksitasi yang melimpah: Setiap pintu masuk dan keluar merupakan benturan, yang berfungsi sebagai sumber eksitasi getaran pita lebar.

Gigi Lengkung/Parabola:

Penggabungan “Keterlibatan-Pelepasan yang Halus”: Titik kontak bergerak dengan mulus sepanjang profil gigi dengan perubahan kecepatan yang berkelanjutan, secara signifikan mengurangi percepatan benturan.

Optimasi Penggabungan Konjugasi: Contoh seperti profil gigi GT mencapai lintasan penggabungan yang lebih dekat dengan kurva konjugasi teoretis, sehingga memungkinkan transmisi daya yang mulus.

Spektrum Getaran yang Lebih Bersih: Energi getaran utama terkonsentrasi pada frekuensi penggerak dasar, sehingga memudahkan penghindaran resonansi melalui desain.

Esensi Fisik: Transisi dari dinamika kontak diskontinu ke kontak bergulir kontinu kuasi-konjugat mengurangi eksitasi harmonik orde tinggi.

3. Mekanisme Kontak dan Mekanisme Keausan

Gigi Trapesium:

Keausan dengan tekanan spesifik tinggi: Area kontak yang kecil dan tegangan kontak lokal yang tinggi menyebabkan keausan adhesif dan keausan abrasif yang parah.

Pola keausan: Alur sering terbentuk di tengah permukaan gigi, dengan retakan muncul di sudut akar.

Penurunan celah: Celah sisi gigi meningkat dengan cepat setelah aus, menyebabkan penurunan tajam pada akurasi transmisi.

Gigi Busur:

Tekanan spesifik rendah, area kontak besar: Permukaan kontak yang melengkung meningkatkan area kontak efektif dan mengurangi tegangan kontak permukaan.

Distribusi keausan yang seragam: Keausan menyebar lebih merata di seluruh permukaan gigi, sehingga mempertahankan akurasi transmisi yang lebih baik sepanjang masa pakai.

Sifat membersihkan diri: Profil gigi yang halus mencegah masuknya benda asing.

Esensi fisik: Dengan mengoptimalkan distribusi tegangan kontak Hertzian, keausan bergeser dari keausan lokal menjadi keausan seragam.
4. Kinerja Akustik Sabuk Sinkron (Mekanisme Penghasil Kebisingan)

Gigi Trapesium:

Efek Pemompaan Udara: Penutupan rongga gigi yang cepat selama proses penyambungan memampatkan udara, menghasilkan suara seperti semburan.

Kebisingan Radiasi Struktural: Benturan antar komponen memicu getaran lentur pada sabuk dan puli, yang memancarkan kebisingan frekuensi menengah hingga rendah.

Tingkat Tekanan Suara Khas: Umumnya 3-8 dB(A) lebih tinggi daripada gigi busur dalam kondisi operasi yang identik.

Gigi Lengkung/Parabola:

Desain Pemandu Aliran Udara: Bentuk alur gigi memfasilitasi aliran udara yang lebih lancar, mengurangi turbulensi dan efek pemompaan.

Pengurangan Sumber Kebisingan Dampak: Perpaduan yang halus secara signifikan mengurangi energi dari sumber eksitasi utama.

Komponen Frekuensi Tinggi yang Lebih Rendah: Kontak yang lebih halus secara signifikan mengurangi suara "desis" frekuensi tinggi yang disebabkan oleh benturan mikroskopis.

Esensi Fisik: Meredam kebisingan dari sumbernya dengan mengurangi energi benturan gesekan dan meningkatkan karakteristik aerodinamis.

5. Karakteristik Akurasi dan Kekakuan Transmisi

Gigi Trapesium:

Backlash Besar: Jarak bebas sisi sangat penting dan meningkat pesat seiring dengan keausan, yang menyebabkan akurasi posisi yang buruk.

Kekakuan Torsional Nonlinier: Rentang elastis "kebebasan gerak" yang nyata ada di bawah beban ringan.

Sensitivitas termal: Variasi nada akibat perubahan suhu secara signifikan memengaruhi akurasi transmisi.

Gigi Busur Presisi (AT, GT):

Sensitivitas pramuat rendah: Variasi celah minimal dalam rentang pramuat yang wajar memungkinkan transmisi dengan celah mendekati nol.

Kekakuan torsi tinggi: Profil gigi yang dioptimalkan memastikan keterlibatan yang lebih erat di dalam alur roda, meningkatkan ketahanan terhadap deformasi elastis.

Kesalahan sinkronisasi minimal: Distribusi beban yang seragam di seluruh zona kontak multi-gigi mengurangi dampak kesalahan pitch kumulatif pada sabuk.

Prinsip fisik: Meningkatkan kekakuan dinamis sistem transmisi melalui desain pemasangan interferensi dan pencocokan kekakuan.
II. Perbandingan Kuantitatif Parameter Kinerja Utama untuk Sabuk Penggerak Timing