Gleasonspiraalvormige kegeltandwielenEen Gleason-tandwiel is een gespecialiseerd type kegeltandwiel dat is ontworpen om kracht over te brengen tussen elkaar kruisende assen, meestal onder een hoek van 90 graden. Wat het Gleason-systeem onderscheidt, is de unieke tandgeometrie en productiemethode, die zorgen voor een soepele beweging, een hoog koppelvermogen en een stille werking. Deze tandwielen worden veel gebruikt in transmissies in de automobiel-, industriële en luchtvaartindustrie, waar betrouwbaarheid en precisie cruciaal zijn.
Het Gleason-systeem werd ontwikkeld om de rechtstreekse enZerol kegeltandwielenDoor een gebogen, spiraalvormige tand te introduceren. Deze spiraalvorm zorgt voor een geleidelijke aangrijping tussen de tanden, waardoor geluid en trillingen aanzienlijk worden verminderd en hogere rotatiesnelheden en een groter draagvermogen mogelijk zijn. Het ontwerp verbetert tevens de contactverhouding en de oppervlaktesterkte, wat een efficiënte krachtoverbrenging garandeert onder zware of dynamische belastingen.
Elk Gleason spiraalvormig kegeltandwielpaar bestaat uit een rondsel en een bijpassend tandwiel, geproduceerd met een perfect op elkaar afgestemde geometrie. Het productieproces is zeer gespecialiseerd. Het begint met het smeden of precisiegieten van halffabrikaten van gelegeerd staal, zoals 18CrNiMo7-6, gevolgd door ruw snijden, frezen of vormen om de initiële tandwielvorm te creëren. Geavanceerde methoden zoals 5-assig bewerken, schaven en hardsnijden garanderen een hoge maatnauwkeurigheid en een geoptimaliseerde oppervlakteafwerking. Na een warmtebehandeling zoals carboneren (58-60 HRC) worden de tandwielen gelapt of geslepen om een perfecte vertanding tussen het rondsel en het tandwiel te bereiken.
De geometrie van Gleason-spiraalkegeltandwielen wordt bepaald door verschillende kritische parameters: spiraalhoek, drukhoek, steekkegelafstand en tandbreedte. Deze parameters worden nauwkeurig berekend om correcte tandcontactpatronen en lastverdeling te garanderen. Tijdens de eindinspectie controleren instrumenten zoals de coördinatenmeetmachine (CMM) en tandcontactanalyse (TCA) of de tandwielset voldoet aan de vereiste precisieklasse DIN 6 of ISO 1328-1.
Tijdens de werking van de Gleason-spiraalkegeltandwielenZe bieden een hoog rendement en stabiele prestaties, zelfs onder ve veeleisende omstandigheden. De gebogen tanden zorgen voor continu contact, waardoor spanningsconcentratie en slijtage worden verminderd. Dit maakt ze ideaal voor autodifferentiëlen, vrachtwagenversnellingsbakken, zware machines, scheepsaandrijfsystemen en elektrisch gereedschap. Bovendien stelt de mogelijkheid om de tandgeometrie en de montageafstand aan te passen ingenieurs in staat om het ontwerp te optimaliseren voor specifieke koppel-, snelheids- en ruimtebeperkingen.
Gleason-type spiraalvormige kegeltandwieloverbrenging — sleutelberekeningstabel
| Item | Formule / Uitdrukking | Variabelen / Notities |
|---|---|---|
| Invoerparameters | (z_1,\ z_2,\ m_n,\ \alpha_n,\ \Sigma,\ b,\ T) | Tandwielvertanding (z); normale module (m_n); normale drukhoek (\alpha_n); ashoek (\Sigma); tandbreedte (b); overgedragen koppel (T). |
| Referentiediameter (gemiddelde diameter) | (d_i = z_i , m_n) | i = 1 (rondsel), 2 (tandwiel). Gemiddelde/referentiediameter in de normale doorsnede. |
| Hellingshoeken (kegelhoeken) | (\delta_1,\ \delta_2) zodanig dat (\delta_1+\delta_2=\Sigma) en (\dfrac{\sin\delta_1}{d_1}=\dfrac{\sin\delta_2}{d_2}) | Bereken de kegelhoeken die consistent zijn met de tandverhoudingen en de ashoek. |
| Kegelafstand (afstand tot het hoogste punt van de helling) | (R = \dfrac{d_1}{2\sin\delta_1} = \dfrac{d_2}{2\sin\delta_2}) | Afstand van de kegeltop tot de steekcirkel, gemeten langs de generatrix. |
| Cirkelvormig steekvlak (normaal) | (p_n = \pi m_n) | Lineaire spoed in het normale gedeelte. |
| Dwarsmodule (ongeveer) | (m_t = \dfrac{m_n}{\cos\beta_n}) | (\beta_n) = normale spiraalhoek; transformeert tussen normale en transversale doorsneden indien nodig. |
| Spiraalhoek (gemiddelde/transversale verhouding) | (\tan\beta_t = \tan\beta_n \cos\delta_m) | (\delta_m) = gemiddelde kegelhoek; gebruik transformaties tussen normale, transversale en gemiddelde spiraalhoeken. |
| Aanbevolen gezichtsbreedte | (b = k_b , m_n) | (k_b) wordt doorgaans gekozen tussen 8 en 20, afhankelijk van de grootte en toepassing; raadpleeg de ontwerppraktijk voor de exacte waarde. |
| Aanvulling (gemiddelde) | (a \approx m_n) | Standaard benadering met volledige diepte-addendum; gebruik tabellen met exacte tandverhoudingen voor precieze waarden. |
| Buitendiameter (uiteinde) | (d_{o,i} = d_i + 2a) | i = 1,2 |
| Worteldiameter | (d_{f,i} = d_i – 2h_f) | (h_f) = dedendum (vanuit de verhoudingen van het tandwielsysteem). |
| Diameter van de cirkelvormige tand (ongeveer) | (s \approx \dfrac{\pi m_n}{2}) | Gebruik voor de afschuininggeometrie de gecorrigeerde dikte uit de tandtabellen voor nauwkeurigheid. |
| Tangentiële kracht in de steekcirkel | (F_t = \dfrac{2T}{d_p}) | (T) = koppel; (d_p) = steekdiameter (gebruik consistente eenheden). |
| Buigspanning (vereenvoudigd) | (\sigma_b = \dfrac{F_t \cdot K_O \cdot K_V}{b \cdot m_n \cdot Y}) | (K_O) = overbelastingsfactor, (K_V) = dynamische factor, (Y) = vormfactor (buiggeometrie). Gebruik de volledige AGMA/ISO-buigvergelijking voor het ontwerp. |
| Contactspanning (Hertz-type, vereenvoudigd) | (\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) geometrische constante, (E_i,\nu_i) materiaalelastische moduli en Poisson-verhoudingen. Gebruik volledige contactspanningsvergelijkingen voor verificatie. |
| Contactratio (algemeen) | (\varepsilon = \dfrac{\text{actieboog}}{\text{basistoonhoogte}}) | Voor kegeltandwielen wordt de berekening uitgevoerd met behulp van de steekkegelgeometrie en de spiraalhoek; deze worden doorgaans bepaald met behulp van tandwielontwerptabellen of -software. |
| Virtueel aantal tanden | (z_v \approx \dfrac{d}{m_t}) | Handig voor contact-/ondersnijdingscontroles; (m_t) = dwarsmodule. |
| Minimum aantal tanden / ondersnijding controle | Gebruik de minimale tandconditie op basis van de spiraalhoek, de drukhoek en de tandverhoudingen. | Als (z) onder het minimum ligt, is ondersnijding of speciaal gereedschap vereist. |
| Machine-/snijmachine-instellingen (ontwerpstap) | Bepaal de hoeken van de freeskop, de rotatie van de houder en de indexering aan de hand van de geometrie van het tandwielsysteem. | Deze instellingen zijn afgeleid van de tandwielgeometrie en het snijsysteem; volg de machine-/gereedschapsprocedure. |
Moderne productietechnologie, zoals CNC-machines voor het snijden en slijpen van kegeltandwielen, garandeert een constante kwaliteit en uitwisselbaarheid. Door computerondersteund ontwerp (CAD) en simulatie te integreren, kunnen fabrikanten reverse engineering en virtuele tests uitvoeren vóór de daadwerkelijke productie. Dit minimaliseert de doorlooptijd en kosten en verbetert tegelijkertijd de precisie en betrouwbaarheid.
Samenvattend vertegenwoordigen Gleason spiraalvormige kegeltandwielen de perfecte combinatie van geavanceerde geometrie, materiaalkracht en fabricageprecisie. Hun vermogen om een soepele, efficiënte en duurzame krachtoverbrenging te leveren, heeft ze tot een onmisbaar onderdeel van moderne aandrijfsystemen gemaakt. Of ze nu worden gebruikt in de automobiel-, industriële of luchtvaartsector, deze tandwielen blijven uitmuntendheid in beweging en mechanische prestaties definiëren.
Geplaatst op: 24 oktober 2025