Gleasonspiralni konusni zupčanicisu specijalizirana vrsta konusnih zupčanika dizajniranih za prijenos snage između osovina koje se sijeku, obično pod kutom od 90 stupnjeva. Ono što Gleasonov sustav čini posebnim je njegova jedinstvena geometrija zuba i metoda proizvodnje, koji osiguravaju glatko kretanje, visoki okretni moment i tihi rad. Ovi zupčanici se široko koriste u automobilskim, industrijskim i zrakoplovnim mjenjačima gdje su pouzdanost i preciznost ključni.
Gleasonov sustav razvijen je kako bi se poboljšali ravni izerolovi konusni zupčaniciuvođenjem zakrivljenog, spiralno oblikovanog zuba. Ovaj spiralni oblik omogućuje postupno zahvaćanje između zuba, značajno smanjujući buku i vibracije, a istovremeno omogućujući veće brzine rotacije i nosivost. Dizajn također poboljšava omjer kontakta i čvrstoću površine, osiguravajući učinkovit prijenos snage pod velikim ili dinamičkim opterećenjima.
Svaki par Gleasonovih spiralnih konusnih zupčanika sastoji se od zupčanika i spojnog zupčanika, proizvedenih s usklađenom geometrijom. Proizvodni proces je visoko specijaliziran. Počinje kovanjem ili preciznim lijevanjem legiranih čeličnih dijelova, kao što je 18CrNiMo7-6, nakon čega slijedi grubo rezanje, ozubljivanje ili oblikovanje kako bi se stvorio početni oblik zupčanika. Napredne metode poput 5-osne obrade, ljuštenja i tvrdog rezanja osiguravaju visoku dimenzijsku točnost i optimiziranu površinsku obradu. Nakon toplinske obrade kao što je cementacija (58–60 HRC), zupčanici se podvrgavaju lepanju ili brušenju kako bi se postiglo savršeno spajanje između zupčanika i zupčanika.
Geometrija Gleasonovih spiralnih konusnih zupčanika definirana je s nekoliko kritičnih parametara - kutom spirale, kutom pritiska, razmakom konusa koraka i širinom čeone površine. Ovi parametri se precizno izračunavaju kako bi se osigurali ispravni obrasci kontakta zuba i raspodjela opterećenja. Tijekom završne inspekcije, alati poput koordinatnog mjernog stroja (CMM) i analize kontakta zuba (TCA) provjeravaju zadovoljava li zupčanik potrebnu klasu preciznosti DIN 6 ili ISO 1328-1.
U funkciji, Gleasonova spiralakonusni zupčanicinude visoku učinkovitost i stabilne performanse čak i u zahtjevnim uvjetima. Zakrivljeni zubi osiguravaju kontinuirani kontakt, smanjujući koncentraciju naprezanja i habanje. To ih čini idealnim za automobilske diferencijale, mjenjače kamiona, teške strojeve, brodske pogonske sustave i električne alate. Osim toga, mogućnost prilagodbe geometrije zuba i udaljenosti montaže omogućuje inženjerima optimizaciju dizajna za specifična ograničenja okretnog momenta, brzine i prostora.
Spiralni konusni zupčanik tipa Gleason - tablica ključnog izračuna
| Artikal | Formula / Izraz | Varijable / Napomene |
|---|---|---|
| Ulazni parametri | (z_1, z_2, m_n, alfa_n, Sigma, b, T) | zubi zupčanika/piniona (z); normalni modul (m_n); normalni kut tlaka (\alpha_n); kut osovine (\Sigma); širina čeone površine (b); preneseni moment (T). |
| Referentni (srednji) promjer | (d_i = z_i, m_n) | i = 1 (zupčanik), 2 (zupčanik). Srednji/referentni promjer u normalnom presjeku. |
| Kutovi nagiba (konusa) | (Δ1, Δ2) tako da je (Δ1 + Δ2 = ΔS) i (sin Δ1 d1 = sin Δ2 d2) | Izračunajte kutove konusa u skladu s proporcijama zuba i kutom osovine. |
| Razmak konusa (razmak vrha koraka) | (R = \dfrac{d_1}{2\sin\delta_1} = \dfrac{d_2}{2\sin\delta_2}) | Udaljenost od vrha konusa do kružnice koraka mjerena duž generatrise. |
| Kružni korak (normalan) | (p_n = π m_n) | Linearni korak u normalnom presjeku. |
| Poprečni modul (približno) | (m_t = \dfrac{m_n}{\cos\beta_n}) | (\beta_n) = normalni spiralni kut; transformira se između normalnog i poprečnog presjeka po potrebi. |
| Spiralni kut (srednji/transverzalni odnos) | (\tan\beta_t = \tan\beta_n \cos\delta_m) | (\delta_m) = srednji kut konusa; koristite transformacije između normalnih, transverzalnih i srednjih spiralnih kutova. |
| Preporuka za širinu lica | (b = k_b , m_n) | (k_b) obično se bira od 8 do 20, ovisno o veličini i primjeni; za točnu vrijednost konzultirajte se s projektantskom ordinacijom. |
| Dodatak (srednja vrijednost) | (približno m_n) | Standardna aproksimacija adenduma pune dubine; koristite tablice točnih proporcija zuba za precizne vrijednosti. |
| Vanjski (vrh) promjer | (d_{o,i} = d_i + 2a) | i = 1,2 |
| Promjer korijena | (d_{f,i} = d_i – 2h_f) | (h_f) = dedendum (iz proporcija sustava zupčanika). |
| Debljina kružnog zuba (približno) | (s \približno \dfrac{\pi m_n}{2}) | Za geometriju kosine koristite korigiranu debljinu iz tablica zuba radi točnosti. |
| Tangencijalna sila na kružnici koraka | (F_t = \dfrac{2T}{d_p}) | (T) = moment; (d_p) = promjer koraka (koristite dosljedne jedinice). |
| Naprezanje savijanja (pojednostavljeno) | (\sigma_b = \dfrac{F_t \cdot K_O \cdot K_V}{b \cdot m_n \cdot Y}) | (K_O) = faktor preopterećenja, (K_V) = faktor dinamike, (Y) = faktor oblika (geometrija savijanja). Za projektiranje koristite punu AGMA/ISO jednadžbu savijanja. |
| Kontaktno naprezanje (Hertzov tip, pojednostavljeno) | (\sigma_H = C_H \sqrt{\dfrac{F_t}{d_p , b} \cdot \dfrac{1}{\frac{1-\nu_1^2}{E_1}+\frac{1-\nu_2^2}{E_2}}}) | (C_H) geometrijska konstanta, (E_i,\nu_i) moduli elastičnosti materijala i Poissonovi omjeri. Za provjeru koristite potpune jednadžbe kontaktnog naprezanja. |
| Omjer kontakta (općenito) | (\varepsilon = \dfrac{\text{luk djelovanja}}{\text{osnovni nagib}}) | Za konusne zupčanike izračunajte pomoću geometrije koraka konusa i kuta spirale; obično se procjenjuje pomoću tablica za projektiranje zupčanika ili softvera. |
| Virtualni broj zuba | (z_v \približno \dfrac{d}{m_t}) | Korisno za provjere kontakta/podrezivanja; (m_t) = transverzalni modul. |
| Provjera minimalnih zuba / podreza | Koristite minimalno stanje zuba na temelju kuta spirale, kuta pritiska i proporcija zuba | Ako je (z) ispod minimuma, potrebno je podrezivanje ili korištenje posebnog alata. |
| Postavke stroja/rezača (korak projektiranja) | Odredite kutove rezne glave, rotaciju kolijevke i indeksiranje iz geometrije sustava zupčanika | Ove postavke su izvedene iz geometrije zupčanika i sustava rezača; slijedite postupak stroja/alata. |
Moderna proizvodna tehnologija, poput CNC strojeva za rezanje i brušenje konusnih zupčanika, osigurava konzistentnu kvalitetu i zamjenjivost. Integracijom računalno potpomognutog dizajna (CAD) i simulacije, proizvođači mogu provesti obrnuti inženjering i virtualno testiranje prije stvarne proizvodnje. To minimizira vrijeme isporuke i troškove, a istovremeno poboljšava preciznost i pouzdanost.
Ukratko, Gleasonovi spiralni konusni zupčanici predstavljaju savršenu kombinaciju napredne geometrije, čvrstoće materijala i preciznosti proizvodnje. Njihova sposobnost pružanja glatkog, učinkovitog i izdržljivog prijenosa snage učinila ih je neizostavnom komponentom u modernim pogonskim sustavima. Bilo da se koriste u automobilskom, industrijskom ili zrakoplovnom sektoru, ovi zupčanici i dalje definiraju izvrsnost u kretanju i mehaničkim performansama.
Vrijeme objave: 24. listopada 2025.