A váltóprofil váltása – pozitív és negatív váltásra kategorizálva – a fogaskerekek tervezésében elterjedt beállítási technika. Bár általában szabványos evolúciós profilokat használnak, bizonyos követelmények – például a fogaskerékpár középtávolságának beállítása vagy a fogaskerék alávágásának megakadályozása – szükségessé tehetik a fogaskerék fogainak helyzetének módosítását.
Továbbá a fogak száma szorosan összefügg a fogprofillal. Az evolvens profil görbülete a fogak számától függően változik; konkrétan a fogszám növekedésével a profil fokozatosan közelít egy egyenes vonalhoz. Ezenkívül a nagyobb számú fog vastagabb foggyökeret eredményez, ami növeli a fogaskerék fogának általános szilárdságát.
Amint a fenti ábrán látható, ha egy 10 fogú fogaskerék alávágást tapasztal, a foggyökérnél lévő evolvens profil egy része el lesz távolítva. Azonban "pozitív eltolás" alkalmazásával - ami magában foglalja a kör átmérőjének és a fogvastagságnak a növelését - lehetséges olyan fogaskerekeket előállítani, amelyek ugyanolyan erősségűek, mint egy 200 fogú.
Ezután vizsgáljuk meg a profileltolásos fogaskerekek fogalmát. Az alábbi ábra egy $z=10$ fogazatú fogaskerék pozitív eltolást használó vágási folyamatát mutatja be. A vágószerszám sugárirányú elmozdulását, amelyet $xm$-ként (milliméterben) jelölünk, radiális eltolódásnak vagy egyszerűen "eltolódási mennyiségnek" nevezzük. Ezt az értéket a következő képlet alapján számítjuk ki: $xm=x \\times m$, ahol $x$ a profileltolódási együttható és $m$ a modul (milliméterben). Ezen paraméterek beállítása lehetővé teszi a fogaskerék fogprofiljának hatékony módosítását.
A pozitív eltolódás növeli mind a fogvastagságot, mind a külső átmérőt (azaz az addendum kör átmérőjét). Ez a stratégia rendkívül hatékony az alákínálás megelőzésében. Sőt, a profileltolás más célokat is szolgál, például a középtávolság beállítását: a pozitív eltolás növeli a középtávolságot, míg a negatív eltolás csökkenti. Meg kell azonban jegyezni, hogy az eltolódás mértéke – legyen az pozitív vagy negatív – meghatározott korlátok közé tartozik. Ezután vizsgáljuk meg a pozitív és negatív profilváltás közötti különbségeket. Bár a fogmagasság mindkét típusú váltott fogaskerék esetében ugyanaz marad, a fogvastagságuk eltérő. Pontosabban, a megnövelt fogvastagságú fogaskerekek pozitívan eltolt sebességfokozatnak minősülnek, míg a csökkentett fogvastagságú fogaskerekek negatívan eltolt fogaskerekek.
Azokban a helyzetekben, amikor a két sebességfokozat közötti középtávolság nem állítható, pozitív eltolást lehet alkalmazni a kisebb sebességfokozatra, hogy elkerüljük az alávágást, míg negatív váltást a nagyobb sebességfokozatra. Azáltal, hogy mindkét fokozat váltási értékeinek abszolút értéke egyenlő, a középtávolság állandó marad.
Váltott sebességfokozatok hálózási jellemzői
A szabványos fogaskerekek jellemzően érintési állapotban érintkeznek referenciaköreikkel (pitch köreikkel). A váltott sebességfokozatoknál azonban a hálózási feltételek eltérőek. Amint az ábrán látható, a váltott fogaskerekek összefonódása a működési osztáskörök mentén történik, ahol érintve maradnak egymással. A nyomásszöget ezeknél a működési emelkedési köröknél "üzemi nyomásszögnek" (vagy hálószögnek) nevezik, amely különbözik a szabványos fogaskerék referenciakörénél található nyomásszögtől (a referencianyomási szög). Az üzemi nyomásszög kritikus tényező a váltott fokozatok tervezésénél és kiválasztásánál.
A sebességváltó profilváltásának jelentősége
A sebességváltó profilváltás jelentős szerepet játszik a gyártási folyamatban; hatékonyan megakadályozza az alávágást, amely egyébként előfordulhat az elégtelen számú fog miatt. Ezenkívül a profilváltás lehetővé teszi a sebességváltó középtávolságának rugalmas beállítását, hogy megfeleljen az egyedi követelményeknek. Azokban az esetekben, amikor két fogaskerék között nagy a fogszám-különbség, profilváltással lehet kiegyenlíteni a kopást: a kisebb fokozat pozitívan eltolható, hogy növelje a fogvastagságát, míg a nagyobb fokozat negatívan kapcsolható a fogvastagság csökkentése érdekében, így biztosítható, hogy mindkét fogaskerék élettartama összehasonlíthatóbb legyen.
