Zahnradmodifikationen können die Übertragungsgenauigkeit erheblich verbessern und die Zahnradfestigkeit erhöhen. Zahnradmodifikationen sind technologische Maßnahmen, bei denen die Zahnoberfläche des Zahnrads gezielt leicht beschnitten wird, um sie von der theoretischen Zahnoberfläche abzuweichen. Es gibt viele Arten von Zahnradmodifikationen. Je nach den verschiedenen Modifikationsteilen kann die Zahnradmodifikation in Zahnprofilmodifikationen und Zahnrichtungsmodifikationen unterteilt werden.

Zahnprofilmodifikation

Das Zahnprofil wird leicht beschnitten, sodass es vom theoretischen Zahnprofil abweicht. Die Zahnprofilmodifikation umfasst das Beschneiden, das Fußbeschneiden und das Fußfräsen. Das Kantenbeschneiden ist die Modifikation des Zahnprofils im Bereich der Zahnspitze. Durch das Beschneiden der Zähne können Stoßschwingungen und Geräusche der Verzahnung reduziert, die dynamische Belastung verringert, die Schmierung der Zahnoberfläche verbessert und Leimschäden verlangsamt oder verhindert werden. Das Fußfräsen ist die Modifikation des Zahnprofils im Bereich der Zahnwurzel. Die Wirkung des Fußbeschneidens ist grundsätzlich die gleiche wie die des Kantenbeschneidens, jedoch verringert das Fußbeschneiden die Biegefestigkeit der Zahnwurzel. Beim Schleifen zur Formmodifikation wird zur Verbesserung der Arbeitseffizienz manchmal das kleine Zahnrad anstelle des passenden großen Zahnrads zum Beschneiden verwendet. Das Fußfräsen ist die Modifikation der Fußübergangsfläche der Verzahnung. Gehärtete und aufgekohlte Hartzahnräder müssen nach der Wärmebehandlung geschliffen werden. Um Schleifbrand an der Zahnwurzel zu vermeiden und die positive Wirkung der Druckeigenspannung zu erhalten, sollte die Zahnwurzel nicht geschliffen werden. Zusätzlich kann der Krümmungsradius der Wurzelübergangskurve durch Graben vergrößert werden, um die Spannungskonzentration an der Wurzelrundung zu verringern.

Zahnsteigungskorrektur

Die Zahnoberfläche wird in Zahnlinienrichtung leicht beschnitten, um sie von der theoretischen Zahnoberfläche abzuweichen. Durch die Änderung der Zahnrichtung kann die ungleichmäßige Lastverteilung entlang der Kontaktlinie der Verzahnung verbessert und die Tragfähigkeit des Zahnrads erhöht werden. Zu den wichtigsten Methoden des Zahnbeschnitts gehören Stirnbeschnitt, Schrägungswinkelbeschnitt, Walzenbeschnitt und Flächenbeschnitt. Beim Stirnbeschnitt wird die Zahndicke an einem oder beiden Enden des Zahnrads auf einem kleinen Abschnitt der Zahnbreite allmählich zum Ende hin verringert. Dies ist die einfachste Modifikationsmethode, der Beschnitteffekt ist jedoch gering. Beim Schrägungswinkelbeschnitt wird die Zahnrichtung bzw. der Schrägungswinkel β leicht geändert, sodass die tatsächliche Zahnoberflächenposition von der theoretischen Zahnoberflächenposition abweicht. Schrägungswinkelbeschnitt ist effektiver als Stirnbeschnitt, hat aber aufgrund des geringen Änderungswinkels keinen signifikanten Effekt in Zahnrichtung. Walzenbeschnitt bewirkt eine Ausbuchtung der Verzahnung in der Mitte der Zahnbreite, in der Regel beidseitig symmetrisch. Obwohl das Trommeltrimmen die ungleichmäßige Lastverteilung an der Kontaktlinie der Zahnräder verbessern kann, ist der Trimmeffekt nicht optimal, da die Lastverteilung an beiden Enden des Zahns nicht exakt gleich ist und die Fehler nicht vollständig entsprechend der Trommelform verteilt sind. Die Oberflächenmodifikation dient dazu, die Zahnrichtung entsprechend dem tatsächlichen exzentrischen Lastfehler zu modifizieren. Unter Berücksichtigung des tatsächlichen exzentrischen Lastfehlers, insbesondere der thermischen Verformung, ist die Zahnoberfläche nach dem Trimmen möglicherweise nicht immer gewölbt, sondern weist in der Regel eine gekrümmte Oberfläche auf, die durch konkave und konvexe Flächen verbunden ist. Der Oberflächentrimmeffekt ist besser und eine ideale Trimmmethode, aber die Berechnung ist aufwändiger und der Prozess komplizierter.