Gleasonspiralni stožčasti zobnikiso specializirana vrsta stožčastega zobnika, zasnovanega za prenos moči med sekajočima se gredema, običajno pod kotom 90 stopinj. Sistem Gleason se odlikuje po edinstveni geometriji zob in metodi izdelave, ki zagotavljata gladko gibanje, visok navor in tiho delovanje. Ti zobniki se pogosto uporabljajo v avtomobilskih, industrijskih in vesoljskih menjalnikih, kjer sta zanesljivost in natančnost ključnega pomena.
Gleasonov sistem je bil razvit za izboljšanje ravnih instožčasti zobniki z ničloz uvedbo ukrivljenega, spiralno oblikovanega zoba. Ta spiralna oblika omogoča postopno vklapljanje med zobmi, kar znatno zmanjša hrup in vibracije, hkrati pa omogoča višje hitrosti vrtenja in nosilnost. Zasnova prav tako izboljša kontaktno razmerje in površinsko trdnost, kar zagotavlja učinkovit prenos moči pri velikih ali dinamičnih obremenitvah.
Vsak par spiralnih stožčastih zobnikov Gleason je sestavljen iz pastorka in ustreznega zobnika, izdelanega z usklajeno geometrijo. Proizvodni proces je zelo specializiran. Začne se s kovanjem ali preciznim litjem legiranih jeklenih surovcev, kot je 18CrNiMo7-6, čemur sledi grobo rezanje, rezkanje ali oblikovanje za ustvarjanje začetne oblike zobnika. Napredne metode, kot so 5-osna obdelava, luščenje in trdo rezanje, zagotavljajo visoko dimenzijsko natančnost in optimizirano površinsko obdelavo. Po toplotni obdelavi, kot je cementacija (58–60 HRC), se zobniki obdelajo z lepanjem ali brušenjem, da se doseže popolno ujetost med pastorkom in zobnikom.
Geometrijo spiralnih stožčastih zobnikov Gleason določa več kritičnih parametrov – kot spirale, kot pritiska, razdalja stožca zobnika in širina ploskve. Ti parametri so natančno izračunani, da se zagotovijo pravilni vzorci stika zob in porazdelitev obremenitve. Med končnim pregledom orodja, kot sta koordinatni merilni stroj (CMM) in analiza stika zob (TCA), preverijo, ali zobniški sklop ustreza zahtevanemu razredu natančnosti DIN 6 ali ISO 1328-1.
V delovanju, Gleasonova spiralastožčasti zobnikiponujajo visoko učinkovitost in stabilno delovanje tudi v zahtevnih pogojih. Ukrivljeni zobje zagotavljajo neprekinjen stik, kar zmanjšuje koncentracijo napetosti in obrabo. Zaradi tega so idealni za avtomobilske diferenciale, menjalnike tovornjakov, težko mehanizacijo, ladijske pogonske sisteme in električno orodje. Poleg tega možnost prilagajanja geometrije zob in razdalje pritrjevanja inženirjem omogoča optimizacijo zasnove za specifične omejitve navora, hitrosti in prostora.
Spiralno stožčasto zobniško kolo tipa Gleason – tabela ključnih izračunov
| Predmet | Formula / Izraz | Spremenljivke / Opombe |
|---|---|---|
| Vhodni parametri | (z_1, z_2, m_n, alfa_n, Sigma, b, T) | zobje pastorka/z (z); normalni modul (m_n); normalni kot tlaka (α_n); kot gredi (Sigma); širina ploskve (b); preneseni navor (T). |
| Referenčni (povprečni) premer | (d_i = z_i, m_n) | i = 1 (pastorek), 2 (zobnik). Povprečni/referenčni premer v normalnem prerezu. |
| Koti nagiba (stožca) | (Δ1, Δ2) tako, da je (Δ1 + Δ2 = ΔS) in (sin Δ1 d1 = sin Δ2 d2) | Rešite za kote stožcev, ki so skladni z razmerji zob in kotom gredi. |
| Razdalja med stožci (razdalja med vrhom koraka) | (R = \dfrac{d_1}{2\sin\delta_1} = \dfrac{d_2}{2\sin\delta_2}) | Razdalja od vrha stožca do delne krožnice, merjena vzdolž generatrise. |
| Krožni korak (normalen) | (p_n = π m_n) | Linearni nagib na normalnem odseku. |
| Prečni modul (približno) | (m_t = \dfrac{m_n}{\cos\beta_n}) | (\beta_n) = normalni spiralni kot; po potrebi se preoblikuje med normalnim in prečnim prerezom. |
| Spiralni kot (povprečno/prečno razmerje) | (\tan\beta_t = \tan\beta_n \cos\delta_m) | (\delta_m) = povprečni kot stožca; uporabite transformacije med normalnim, prečnim in povprečnim kotom spirale. |
| Priporočilo za širino obraza | (b = k_b, m_n) | (k_b) se običajno izbere od 8 do 20, odvisno od velikosti in uporabe; za natančno vrednost se posvetujte s projektantsko prakso. |
| Dodatek (povprečje) | (približno m_n) | Standardna aproksimacija adenduma v polni globini; za natančne vrednosti uporabite tabele natančnih razmerij zob. |
| Zunanji (koničen) premer | (d_{o,i} = d_i + 2a) | i = 1,2 |
| Premer korenine | (d_{f,i} = d_i – 2h_f) | (h_f) = dedendum (iz razmerij zobniškega sistema). |
| Debelina krožnega zoba (približno) | (s \približno \dfrac{\pi m_n}{2}) | Za natančnost geometrije poševnega roba uporabite popravljeno debelino iz tabel zob. |
| Tangencialna sila na delnem krogu | (F_t = \dfrac{2T}{d_p}) | (T) = navor; (d_p) = premer delca (uporabite enote, ki so dosledne). |
| Upogibna napetost (poenostavljeno) | (\sigma_b = \dfrac{F_t \cdot K_O \cdot K_V}{b \cdot m_n \cdot Y}) | (K_O) = faktor preobremenitve, (K_V) = dinamični faktor, (Y) = faktor oblike (geometrija upogibanja). Za načrtovanje uporabite celotno upogibno enačbo AGMA/ISO. |
| Kontaktna napetost (Hertzov tip, poenostavljeno) | (\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) elastični moduli materiala in Poissonova razmerja. Za preverjanje uporabite celotne enačbe kontaktnih napetosti. |
| Kontaktno razmerje (splošno) | (\varepsilon = \dfrac{\text{lok delovanja}}{\text{osnovni naklon}}) | Za stožčaste zobnike se izračun izvede z uporabo geometrije stožca koraka in kota spirale; običajno se ovrednoti s tabelami za načrtovanje zobnikov ali programsko opremo. |
| Virtualno število zob | (z_v \približno \dfrac{d}{m_t}) | Uporabno za preverjanje stika/spodrezovanja; (m_t) = prečni modul. |
| Preverjanje minimalnega števila zob / podreza | Uporabite minimalno stanje zob glede na kot spirale, kot pritiska in razmerja zob | Če je (z) pod minimumom, je potrebno podrezovanje ali posebno orodje. |
| Nastavitve stroja/rezalnika (korak načrtovanja) | Določite kote rezalne glave, vrtenje zibelke in indeksiranje iz geometrije zobniškega sistema | Te nastavitve izhajajo iz geometrije zobnika in sistema rezalnikov; sledite postopku stroja/orodja. |
Sodobna proizvodna tehnologija, kot so CNC stroji za rezanje in brušenje stožčastih zobnikov, zagotavlja dosledno kakovost in zamenljivost. Z integracijo računalniško podprtega načrtovanja (CAD) in simulacije lahko proizvajalci pred dejansko proizvodnjo izvedejo obratni inženiring in virtualno testiranje. To zmanjša čas in stroške, hkrati pa izboljša natančnost in zanesljivost.
Skratka, spiralno stožčasti zobniki Gleason predstavljajo popolno kombinacijo napredne geometrije, trdnosti materiala in natančnosti izdelave. Zaradi svoje sposobnosti zagotavljanja gladkega, učinkovitega in trpežnega prenosa moči so postali nepogrešljiv sestavni del sodobnih pogonskih sistemov. Ne glede na to, ali se uporabljajo v avtomobilskem, industrijskem ali vesoljskem sektorju, ti zobniki še naprej opredeljujejo odličnost v gibanju in mehanskih zmogljivostih.
Čas objave: 24. oktober 2025