Γκλίσονσπειροειδή κωνικά γρανάζιαείναι ένας εξειδικευμένος τύπος κωνικού γραναζιού σχεδιασμένου για τη μετάδοση ισχύος μεταξύ τεμνόμενων αξόνων, συνήθως υπό γωνία 90 μοιρών. Αυτό που κάνει το σύστημα Gleason να ξεχωρίζει είναι η μοναδική γεωμετρία των δοντιών και η μέθοδος κατασκευής του, που παρέχουν ομαλή κίνηση, υψηλή ροπή και αθόρυβη λειτουργία. Αυτά τα γρανάζια χρησιμοποιούνται ευρέως σε κιβώτια ταχυτήτων αυτοκινήτων, βιομηχανίας και αεροδιαστημικής, όπου η αξιοπιστία και η ακρίβεια είναι κρίσιμες.
Το σύστημα Gleason αναπτύχθηκε για να βελτιώσει τις ευθείες καικωνικά γρανάζια μηδενικής ολίσθησηςμε την εισαγωγή ενός καμπύλου, σπειροειδούς δοντιού. Αυτή η σπειροειδής μορφή επιτρέπει τη σταδιακή εμπλοκή μεταξύ των δοντιών, μειώνοντας σημαντικά τον θόρυβο και τους κραδασμούς, επιτρέποντας παράλληλα υψηλότερες ταχύτητες περιστροφής και ικανότητα φορτίου. Ο σχεδιασμός βελτιώνει επίσης την αναλογία επαφής και την αντοχή της επιφάνειας, εξασφαλίζοντας αποτελεσματική μετάδοση ισχύος υπό βαριά ή δυναμικά φορτία.
Κάθε ζεύγος σπειροειδών κωνικών γραναζιών Gleason αποτελείται από ένα πινιόν και ένα ζεύγος γραναζιών, που παράγονται με αντίστοιχη γεωμετρία. Η διαδικασία κατασκευής είναι εξαιρετικά εξειδικευμένη. Ξεκινά με σφυρηλάτηση ή χύτευση ακριβείας τεμαχίων από κράμα χάλυβα, όπως το 18CrNiMo7-6, ακολουθούμενη από τραχιά κοπή, τριβή με ελατήριο ή διαμόρφωση για να δημιουργηθεί η αρχική μορφή του γραναζιού. Προηγμένες μέθοδοι όπως η κατεργασία 5 αξόνων, η λείανση και η σκληρή κοπή εξασφαλίζουν υψηλή ακρίβεια διαστάσεων και βελτιστοποιημένο φινίρισμα επιφάνειας. Μετά από θερμική επεξεργασία όπως η ενανθράκωση (58–60 HRC), τα γρανάζια υφίστανται λείανση ή λείανση για να επιτευχθεί τέλεια εμπλοκή μεταξύ του πινιόν και του γραναζιού.
Η γεωμετρία των σπειροειδών κωνικών γραναζιών Gleason ορίζεται από διάφορες κρίσιμες παραμέτρους - σπειροειδή γωνία, γωνία πίεσης, απόσταση κώνου βήματος και πλάτος όψης. Αυτές οι παράμετροι υπολογίζονται με ακρίβεια για να διασφαλίζονται τα σωστά μοτίβα επαφής των δοντιών και η σωστή κατανομή φορτίου. Κατά τον τελικό έλεγχο, εργαλεία όπως η μηχανή μέτρησης συντεταγμένων (CMM) και η ανάλυση επαφής δοντιών (TCA) επαληθεύουν ότι το σετ γραναζιών πληροί την απαιτούμενη κλάση ακριβείας DIN 6 ή ISO 1328-1.
Σε λειτουργία, σπιράλ Gleasonκωνικά γρανάζιαπροσφέρουν υψηλή απόδοση και σταθερή απόδοση ακόμη και υπό απαιτητικές συνθήκες. Τα καμπύλα δόντια παρέχουν συνεχή επαφή, μειώνοντας τη συγκέντρωση τάσης και τη φθορά. Αυτό τα καθιστά ιδανικά για διαφορικά αυτοκινήτων, κιβώτια ταχυτήτων φορτηγών, βαρέα μηχανήματα, συστήματα πρόωσης πλοίων και ηλεκτρικά εργαλεία. Επιπλέον, η δυνατότητα προσαρμογής της γεωμετρίας των δοντιών και της απόστασης τοποθέτησης επιτρέπει στους μηχανικούς να βελτιστοποιήσουν τον σχεδιασμό για συγκεκριμένους περιορισμούς ροπής, ταχύτητας και χώρου.
Σπειροειδής κωνικός οδοντωτός τροχός τύπου Gleason — βασικός πίνακας υπολογισμού
| Είδος | Τύπος / Έκφραση | Μεταβλητές / Σημειώσεις |
|---|---|---|
| Παράμετροι εισόδου | (z_1,\ z_2,\ m_n,\ \άλφα_n,\ \Sigma,\ b,\ T) | δόντια πινιόν/γραναζιού (z). κανονική μονάδα (m_n). κανονική γωνία πίεσης (\alpha_n). γωνία άξονα (\Sigma). πλάτος όψης (b). μεταδιδόμενη ροπή (T). |
| Διάμετρος αναφοράς (μέση) | (d_i = z_i, m_n) | i = 1 (γρανάζι), 2 (γρανάζι). Μέση/αναφορά διάμετρος στην κανονική διατομή. |
| Γωνίες κλίσης (κώνου) | (\delta_1,\ \delta_2) έτσι ώστε (\delta_1+\delta_2=\Sigma) και (\dfrac{\sin\delta_1}{d_1}=\dfrac{\sin\delta_2}{d_2}) | Λύστε για γωνίες κώνου που είναι συμβατές με τις αναλογίες των δοντιών και τη γωνία του άξονα. |
| Απόσταση κώνου (απόσταση κορυφής βήματος) | (R = \dfrac{d_1}{2\sin\delta_1} = \dfrac{d_2}{2\sin\delta_2}) | Η απόσταση από την κορυφή του κώνου έως τον κύκλο βήματος μετρούμενη κατά μήκος της γεννήτριας. |
| Κυκλικό βήμα (κανονικό) | (p_n = \pi m_n) | Γραμμικό βήμα στην κανονική διατομή. |
| Εγκάρσια ενότητα (περίπου) | (m_t = \dfrac{m_n}{\cos\βήτα_n}) | (\β_n) = κανονική σπειροειδής γωνία· μετασχηματίζεται μεταξύ κανονικής και εγκάρσιας τομής ανάλογα με τις ανάγκες. |
| Σπειροειδής γωνία (μέση/εγκάρσια σχέση) | (\tan\beta_t = \tan\beta_n \cos\delta_m) | (\delta_m) = μέση γωνία κώνου· χρήση μετασχηματισμών μεταξύ κανονικών, εγκάρσιων και μέσων σπειροειδών γωνιών. |
| Σύσταση πλάτους προσώπου | (b = k_b, m_n) | (k_b) συνήθως επιλέγεται από 8 έως 20 ανάλογα με το μέγεθος και την εφαρμογή. συμβουλευτείτε την εταιρεία σχεδιασμού για την ακριβή τιμή. |
| Συμπλήρωμα (μέσος όρος) | (περίπου m_n) | Τυπική προσέγγιση προσθήκης πλήρους βάθους· χρησιμοποιήστε πίνακες ακριβούς αναλογίας δοντιών για ακριβείς τιμές. |
| Εξωτερική (μύτη) διάμετρος | (d_{o,i} = d_i + 2a) | i = 1,2 |
| Διάμετρος ρίζας | (d_{f,i} = d_i – 2h_f) | (h_f) = dedendum (από τις αναλογίες του συστήματος γραναζιών). |
| Πάχος κυκλικού δοντιού (περίπου) | (s \περίπου \dfrac{\pi m_n}{2}) | Για τη γεωμετρία της λοξοτομής, χρησιμοποιήστε το διορθωμένο πάχος από τους πίνακες δοντιών για ακρίβεια. |
| Εφαπτόμενη δύναμη στον κύκλο βήματος | (F_t = \dfrac{2T}{d_p}) | (T) = ροπή στρέψης· (d_p) = διάμετρος βήματος (χρησιμοποιήστε σταθερές μονάδες). |
| Τάση κάμψης (απλοποιημένη) | (\sigma_b = \dfrac{F_t \cdot K_O \cdot K_V}{b \cdot m_n \cdot Y}) | (K_O) = συντελεστής υπερφόρτωσης, (K_V) = δυναμικός συντελεστής, (Y) = συντελεστής μορφής (γεωμετρία κάμψης). Χρησιμοποιήστε την πλήρη εξίσωση κάμψης AGMA/ISO για το σχεδιασμό. |
| Τάση επαφής (τύπου Hertz, απλοποιημένη) | (\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) σταθερά γεωμετρίας, (E_i,\nu_i) μέτρα ελαστικότητας υλικού και λόγοι Poisson. Χρησιμοποιήστε πλήρεις εξισώσεις τάσης επαφής για επαλήθευση. |
| Αναλογία επαφής (γενική) | (\varepsilon = \dfrac{\text{τόξο δράσης}}{\text{βασικό ύψος}}) | Για τους κωνικούς οδοντωτούς τροχούς, ο υπολογισμός γίνεται χρησιμοποιώντας τη γεωμετρία του κώνου βήματος και τη σπειροειδή γωνία. Συνήθως αξιολογείται με πίνακες σχεδιασμού γραναζιών ή λογισμικό. |
| Εικονικός αριθμός δοντιών | (z_v \περίπου \dfrac{d}{m_t}) | Χρήσιμο για ελέγχους επαφής/υποκοπής· (m_t) = εγκάρσια μονάδα. |
| Ελάχιστη οδοντοστοιχία / έλεγχος υποκοπής | Χρησιμοποιήστε την ελάχιστη κατάσταση των δοντιών με βάση τη γωνία σπειροειδούς ροής, τη γωνία πίεσης και τις αναλογίες των δοντιών | Εάν το (z) είναι κάτω από το ελάχιστο, απαιτείται υποκοπή ή ειδικά εργαλεία. |
| Ρυθμίσεις μηχανής/κοπτικού (βήμα σχεδιασμού) | Προσδιορίστε τις γωνίες της κεφαλής κοπής, την περιστροφή της βάσης και την ευρετηρίαση από τη γεωμετρία του συστήματος γραναζιών | Αυτές οι ρυθμίσεις προέρχονται από τη γεωμετρία των γραναζιών και το σύστημα κοπής. Ακολουθήστε τη διαδικασία μηχανής/εργαλείων. |
Η σύγχρονη τεχνολογία παραγωγής, όπως οι μηχανές κοπής και λείανσης με κωνικά γρανάζια CNC, διασφαλίζει σταθερή ποιότητα και εναλλαξιμότητα. Ενσωματώνοντας σχεδιασμό με τη βοήθεια υπολογιστή (CAD) και προσομοίωση, οι κατασκευαστές μπορούν να πραγματοποιήσουν αντίστροφη μηχανική και εικονικές δοκιμές πριν από την πραγματική παραγωγή. Αυτό ελαχιστοποιεί τον χρόνο παράδοσης και το κόστος, βελτιώνοντας παράλληλα την ακρίβεια και την αξιοπιστία.
Συνοπτικά, τα σπειροειδή κωνικά γρανάζια Gleason αντιπροσωπεύουν τον τέλειο συνδυασμό προηγμένης γεωμετρίας, αντοχής υλικού και ακρίβειας κατασκευής. Η ικανότητά τους να παρέχουν ομαλή, αποτελεσματική και ανθεκτική μετάδοση ισχύος τα έχει καταστήσει απαραίτητο εξάρτημα στα σύγχρονα συστήματα κίνησης. Είτε χρησιμοποιούνται στον αυτοκινητοβιομηχανικό, βιομηχανικό ή αεροδιαστημικό τομέα, αυτά τα γρανάζια συνεχίζουν να καθορίζουν την αριστεία στην κίνηση και τη μηχανική απόδοση.
Ώρα δημοσίευσης: 24 Οκτωβρίου 2025