Глийсънспирални конусни зъбни колеласа специализиран тип конусовидни зъбни колела, предназначени за предаване на мощност между пресичащи се валове, обикновено под ъгъл от 90 градуса. Това, което отличава системата Gleason, е нейната уникална геометрия на зъбите и метод на производство, които осигуряват плавно движение, висок въртящ момент и тиха работа. Тези зъбни колела се използват широко в автомобилни, индустриални и аерокосмически трансмисии, където надеждността и прецизността са от решаващо значение.
Системата на Глийсън е разработена, за да подобри прави иконусни зъбни колела ZeroLчрез въвеждане на извит, спираловиден зъб. Тази спирална форма позволява постепенно зацепване между зъбите, значително намалявайки шума и вибрациите, като същевременно позволява по-високи скорости на въртене и товароносимост. Дизайнът също така подобрява коефициента на контакт и якостта на повърхността, осигурявайки ефективно предаване на мощност при тежки или динамични натоварвания.
Всяка двойка спирални конусни зъбни колела Gleason се състои от пиньон и съответстващо зъбно колело, произведени със съответстваща геометрия. Производственият процес е силно специализиран. Той започва с коване или прецизно леене на заготовки от легирана стомана, като например 18CrNiMo7-6, последвано от грубо рязане, фрезоване или формоване, за да се получи първоначалната форма на зъбното колело. Усъвършенствани методи като 5-осна обработка, шлифоване и твърдо рязане осигуряват висока точност на размерите и оптимизирана повърхностна обработка. След термична обработка, като например карбуризация (58–60 HRC), зъбните колела се подлагат на притриване или шлайфане, за да се постигне перфектно зацепване между пиньона и зъбното колело.
Геометрията на спиралните конусни зъбни колела Gleason се определя от няколко критични параметъра – ъгъл на спиралата, ъгъл на натиск, разстояние на конуса на стъпката и ширина на челото. Тези параметри са прецизно изчислени, за да се осигурят правилни модели на контакт на зъбите и разпределение на натоварването. По време на окончателната проверка, инструменти като координатно-измервателна машина (CMM) и анализ на контакта на зъбите (TCA) проверяват дали зъбният комплект отговаря на изисквания клас на точност DIN 6 или ISO 1328-1.
В действие, спирала на Глисънконусни зъбни колелапредлагат висока ефективност и стабилна работа дори при тежки условия. Извитите зъби осигуряват непрекъснат контакт, намалявайки концентрацията на напрежение и износването. Това ги прави идеални за автомобилни диференциали, скоростни кутии на камиони, тежки машини, морски задвижващи системи и електрически инструменти. Освен това, възможността за персонализиране на геометрията на зъбите и разстоянието за монтаж позволява на инженерите да оптимизират дизайна за специфични ограничения на въртящия момент, скоростта и пространството.
Спирално конично зъбно колело тип Gleason — таблица за ключови изчисления
| Елемент | Формула / Израз | Променливи / Бележки |
|---|---|---|
| Входни параметри | (z_1, z_2, m_n, алфа_n, Sigma, b, T) | зъби на пиньон/зъбно колело (z); нормален модул (m_n); нормален ъгъл на налягане (α_n); ъгъл на вала (Sigma); ширина на челото (b); предаван въртящ момент (T). |
| Референтен (среден) диаметър | (d_i = z_i, m_n) | i = 1 (пиньон), 2 (зъбно колело). Среден/референтен диаметър в нормалното сечение. |
| Ъгли на наклон (конус) | (Δ1,Δ2) такива, че (Δ1 + Δ2 = ΔS) и (sinΔ1 d1 = sinΔ2 d2) | Решете за ъгли на конуса, съответстващи на пропорциите на зъбите и ъгъла на вала. |
| Разстояние на конуса (разстояние на върха на стъпката) | (R = \dfrac{d_1}{2\sin\delta_1} = \dfrac{d_2}{2\sin\delta_2}) | Разстояние от върха на конуса до делителната окръжност, измерено по образуващата триада. |
| Кръгова стъпка (нормална) | (p_n = π m_n) | Линейна стъпка в нормалната секция. |
| Напречен модул (приблизително) | (m_t = μm_n/cosβ_n) | (\beta_n) = нормален ъгъл на спиралата; трансформира се между нормално и напречно сечение, ако е необходимо. |
| Спирален ъгъл (средна/напречна зависимост) | (\tan\beta_t = \tan\beta_n \cos\delta_m) | (\delta_m) = среден ъгъл на конуса; използвайте трансформации между нормален, напречен и среден спирален ъгъл. |
| Препоръка за ширина на лицето | (b = k_b, m_n) | (k_b) обикновено се избира от 8 до 20 в зависимост от размера и приложението; консултирайте се с проектантската практика за точна стойност. |
| Допълнение (средна стойност) | (приблизително m_n) | Стандартно приближение на адендума в пълна дълбочина; използвайте таблици с точни пропорции на зъбите за точни стойности. |
| Външен (върхов) диаметър | (d_{o,i} = d_i + 2a) | i = 1,2 |
| Диаметър на корена | (d_{f,i} = d_i – 2h_f) | (h_f) = дедендум (от пропорциите на зъбната система). |
| Дебелина на кръглия зъб (приблизително) | (s \приблизително \dfrac{\pi m_n}{2}) | За геометрия на скосяване използвайте коригирана дебелина от таблиците за зъби за точност. |
| Тангенциална сила в делителната окръжност | (F_t = \dfrac{2T}{d_p}) | (T) = въртящ момент; (d_p) = диаметър на стъпката (използвайте последователни мерни единици). |
| Напрежение на огъване (опростено) | (\sigma_b = \dfrac{F_t \cdot K_O \cdot K_V}{b \cdot m_n \cdot Y}) | (K_O) = коефициент на претоварване, (K_V) = динамичен коефициент, (Y) = форм-фактор (геометрия на огъване). Използвайте пълното уравнение за огъване по AGMA/ISO за проектиране. |
| Контактно напрежение (тип на Херц, опростено) | (\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) геометрична константа, (E_i,\nu_i) модули на еластичност на материала и коефициенти на Поасон. Използвайте пълни уравнения за контактно напрежение за проверка. |
| Контактно съотношение (общо) | (\varepsilon = \dfrac{\text{дъга на действие}}{\text{основна височина}}) | За конични зъбни колела изчисленията се извършват с помощта на геометрията на стъпковия конус и ъгъла на спиралата; обикновено се оценяват с таблици за проектиране на зъбни колела или софтуер. |
| Виртуален брой зъби | (z_v \приблизително \dfrac{d}{m_t}) | Полезно за проверки на контакт/подрязване; (m_t) = напречен модул. |
| Проверка за минимално количество зъби / подкосяване | Използвайте минимално състояние на зъбите въз основа на ъгъла на спиралата, ъгъла на натиск и пропорциите на зъбите | Ако (z) е под минималната стойност, е необходимо подрязване или специални инструменти. |
| Настройки на машината/резачката (стъпка на проектиране) | Определете ъглите на режещата глава, въртенето на люлката и индексирането от геометрията на зъбната система | Тези настройки са получени от геометрията на зъбното колело и режещата система; следвайте процедурата на машината/инструмента. |
Съвременните производствени технологии, като например CNC машини за рязане и шлифоване на конусни зъбни колела, осигуряват постоянно качество и взаимозаменяемост. Чрез интегриране на компютърно проектиране (CAD) и симулация, производителите могат да извършват обратно инженерство и виртуални тестове преди реалното производство. Това минимизира времето за изпълнение и разходите, като същевременно подобрява прецизността и надеждността.
В обобщение, спиралните конусни зъбни колела Gleason представляват перфектната комбинация от усъвършенствана геометрия, здравина на материала и прецизност на производството. Способността им да осигуряват плавно, ефективно и издръжливо предаване на мощност ги прави незаменим компонент в съвременните задвижващи системи. Независимо дали се използват в автомобилния, индустриалния или аерокосмическия сектор, тези зъбни колела продължават да определят превъзходството в движението и механичните характеристики.
Време на публикуване: 24 октомври 2025 г.