Diferentes propriedades físicas dos perfis dos dentes da correia de distribuição

Dentes trapezoidais:

Efeito significativo de concentração de tensão: A carga se concentra nos cantos vivos de ambos os lados da raiz do dente, formando zonas localizadas de alta tensão.

Pontos de iniciação de trincas: Sob cargas alternadas, trincas de fadiga se formam facilmente nesses cantos e se propagam rapidamente, levando à falha do dente.

Baixa utilização de material: Uma quantidade substancial de material dentário não participa da sustentação efetiva da carga, constituindo "peso morto".

Dentes em arco/Dentes parabólicos (HTD, GT):

Distribuição suave da tensão: O perfil suave e contínuo permite uma distribuição fluida e "otimizada" da carga ao longo do contorno do dente, sem mudanças abruptas.

Excepcional resistência da raiz: A raiz arqueada funciona como uma ponte em arco, convertendo forças radiais em tensões compressivas dentro do corpo do dente, aumentando significativamente o limite de fadiga por flexão.

Alta utilização de material: O perfil do dente alinha-se mais precisamente com a trajetória da tensão principal, permitindo uma distribuição de carga mais eficiente do material. Essência física: Transição de singularidades de tensão causadas por descontinuidade geométrica para um estado de distribuição uniforme de tensão por meio da continuidade geométrica.
2. Dinâmica de Engrenamento e Vibração de Impacto

Dentes trapezoidais:

Engrenamento do tipo "cunha/extensão": a colisão ocorre no instante do contato entre o dente e a ranhura, envolvendo mudanças abruptas de velocidade.

Interferência entre múltiplos dentes: Teoricamente, ocorre o engate de múltiplos dentes, mas devido a erros no perfil dos dentes e à deformação elástica, o número efetivo de dentes engatados é baixo, resultando em uma distribuição desigual da carga.

Abundantes fontes de excitação: Cada entrada e saída constitui um impacto, servindo como fonte de excitação vibratória de banda larga.

Dentes em arco/parabólicos:

Engrenamento com "Engate-Desengate Suave": Os pontos de contato movem-se suavemente ao longo do perfil do dente com mudanças contínuas de velocidade, reduzindo significativamente a aceleração do impacto.

Otimização de Engrenamento Conjugado: Exemplos como os perfis de dentes GT alcançam trajetórias de engrenamento mais próximas das curvas conjugadas teóricas, permitindo uma transmissão de potência suave.

Espectro de vibração mais limpo: A energia de vibração primária concentra-se na frequência de engrenamento fundamental, facilitando a prevenção da ressonância através do projeto.

Essência Física: A transição da dinâmica de contato descontínuo para o contato de rolamento contínuo quase conjugado reduz a excitação harmônica de alta ordem.

3. Mecânica de contato e mecanismos de desgaste

Dentes trapezoidais:

Desgaste por alta pressão específica: Pequena área de contato e alta tensão de contato localizada levam a um desgaste adesivo e abrasivo severo.

Padrões de desgaste: Sulcos frequentemente se formam no meio da superfície do dente, com rachaduras aparecendo nos cantos da raiz.

Deterioração da folga: A folga entre os flancos dos dentes aumenta rapidamente após o desgaste, causando uma queda acentuada na precisão da transmissão.

Dentes em arco:

Baixa pressão específica, grande área de contato: Superfícies de contato curvas aumentam a área de contato efetiva e reduzem a tensão de contato na superfície.

Distribuição uniforme do desgaste: O desgaste se espalha de maneira mais uniforme por toda a superfície do dente, mantendo uma melhor precisão de transmissão ao longo da vida útil.

Propriedades de autolimpeza: Perfis de dentes lisos resistem ao aprisionamento de objetos estranhos.

Essência física: Ao otimizar a distribuição da tensão de contato hertziana, o desgaste passa de localizado para uniforme.
4. Desempenho acústico de correias síncronas (mecanismos de geração de ruído)

Dentes trapezoidais:

Efeito de bombeamento de ar: O fechamento rápido das cavidades dentárias durante o encaixe comprime o ar, gerando um ruído de jato.

Ruído de radiação estrutural: Os impactos do engrenamento provocam vibrações de flexão na correia e nas polias, irradiando ruído de frequência média a baixa.

Nível de pressão sonora típico: Geralmente 3-8 dB(A) mais alto do que os dentes do arco sob condições operacionais idênticas.

Dentes em arco/parabólicos:

Design de direcionamento do fluxo de ar: O formato da ranhura dos dentes facilita um fluxo de ar mais suave, reduzindo a turbulência e os efeitos de bombeamento.

Fontes de ruído de impacto reduzidas: O encaixe suave diminui significativamente a energia proveniente das fontes primárias de excitação.

Componentes de alta frequência mais baixos: Um contato mais suave reduz significativamente os ruídos de alta frequência, também chamados de "chiados", causados ​​por impactos microscópicos.

Essência Física: Suprime o ruído na sua origem, reduzindo a energia de impacto da engrenagem e melhorando as características aerodinâmicas.

5. Precisão de transmissão e características de rigidez

Dentes trapezoidais:

Grande folga: A folga lateral é essencial e aumenta rapidamente com o desgaste, levando a uma baixa precisão de posicionamento.

Rigidez torsional não linear: Existe uma faixa elástica de "folga" perceptível sob cargas leves.

Sensibilidade térmica: Variações no passo da câmera devido a mudanças de temperatura afetam significativamente a precisão da transmissão.

Dentes de arco de precisão (AT, GT):

Baixa sensibilidade à pré-carga: A variação mínima da folga dentro de faixas de pré-carga razoáveis ​​permite uma transmissão com folga próxima de zero.

Alta rigidez torsional: Os perfis de dentes otimizados garantem um encaixe mais firme na ranhura da roda, aumentando a resistência à deformação elástica.

Erro de sincronismo mínimo: A distribuição uniforme da carga na zona de engate de múltiplos dentes reduz o impacto dos erros de passo cumulativos na correia.

Princípio físico: Aumenta a rigidez dinâmica do sistema de transmissão através de um projeto de ajuste por interferência e correspondência de rigidez.
II. Comparação quantitativa dos principais parâmetros de desempenho para correias de distribuição