Методе за решавање проблема са планетарним редукторима

Генерално, тежина планетарног зупчаника је директно пропорционална тежини његових зупчаника; осим тога, тежина зупчаника у великој мери зависи од материјала зупчаника и његове тврдоће топлотне обраде. На пример, када се преноси иста снага, тежина карбуризованог и каљеног зупчаника је приближно једна-трећина тежине зупчаника који је прошао само гашење и каљење. Због тога, с обзиром на структурне карактеристике редуктора планетарних зупчаника и природу оптерећења на њихове зупчанике, употреба зупчаника са тврдом површином треба да буде широко прихваћена. Доступне су бројне методе топлотне обраде за производњу тврдих-површинских зупчаника-као што су површинско очвршћавање, путем-очвршћавања, карбуризације и гашења и нитрирања-, а одабрани специфични метод треба пажљиво одабрати на основу јединствених карактеристика дотичног планетарног редуктора.

1. Површинско очвршћавање
Две најчешће методе за површинско очвршћавање су високо{0}}индукцијско очвршћавање (обично се користи за мале зупчанике) и очвршћавање пламеном (обично се користи за велике зупчанике). Површинско очвршћавање даје најбоље резултате када се очврсли слој протеже до и укључује корен зуба зупчаника. Материјали који се обично користе за површинско каљење су челици са садржајем угљеника (по маси) у распону од приближно 0,35% до 0,5%; овај процес омогућава да тврдоћа површине зуба зупчаника достигне нивое између 45 и 55 ХРЦ.

2. Карбуризација и гашење
Карбурисани и каљени зупчаници нуде највећи релативни капацитет{0}}носивости; међутим, захтевају прецизну завршну операцију (као што је брушење зупчаника) да би се елиминисале деформације изазване топлотном-обрадом- и обезбедила потребна тачност димензија.
Карбуризовани и каљени зупчаници обично користе легиране челике са садржајем угљеника од 0,2% до 0,3% пре карбуризације; резултујућа површинска тврдоћа зубаца зупчаника обично пада у опсегу од 58 до 62 ХРЦ. Ако површинска тврдоћа падне испод 57 ХРЦ, површинска чврстоћа зуба се значајно смањује; обрнуто, ако прелази 62 ХРЦ, кртост материјала се повећава. Тврдоћа језгра зупчаника се генерално сматра оптималном у опсегу од 310 до 330 ХБВ. За карбуризоване и каљене зупчанике, тврдоћа треба постепено да се смањује од површине зуба ка унутрашњости; "ефективна дубина карбуризације" је дефинисана као дубина од површине на којој тврдоћа достиже 52,5 ХРЦ.
Што се тиче доприноса карбуризације и гашења чврстоћи зуба зупчаника при савијању, процес не само да повећава тврдоћу материјала језгра, већ такође индукује заостала тлачна напрезања унутар површинског слоја; ова заостала напона служе за смањење величине затезног напона унутар критичног подручја максималног затезног напона на зупцу зупчаника. Због тога, током процеса брушења зупчаника, део корена зуба се не сме брусити; сходно томе, приликом кувања, мора се користити плоча за кување која је дизајнирана да остави додатак за млевење.

3. Нитрирање
Употреба нитрирања осигурава да зупци зупчаника постижу високу површинску тврдоћу и отпорност на хабање уз минималну деформацију. Пошто након ове топлотне обраде није потребна коначна прецизна завршна обрада, носивост-повећава се. Ово има посебан значај за унутрашње зупчанике, које је инхерентно тешко брусити.

4. Комбинације тврдоће за спајање зупчаника
Када и велики и мали зупчаници имају меке површине зупчаника, површинска тврдоћа малог зупчаника треба да буде већа од тврдоће великог зупчаника. Насупрот томе, када оба зупчаника имају тврде површине зуба-нарочито на високим нивоима тврдоће-тврдоћа оба зупчаника треба да буде идентична.
Одабир одговарајућих материјала за планетарни редуктор зупчаника је од кључног значаја за повећање и носивости{0}}носивости и животног века редуктора.