Gleasonroda gigi bevel spiralRoda gigi bevel adalah jenis roda gigi khusus yang dirancang untuk mentransmisikan daya antara poros yang berpotongan, biasanya pada sudut 90 derajat. Yang membedakan sistem Gleason adalah geometri gigi dan metode pembuatannya yang unik, yang memberikan gerakan halus, kapasitas torsi tinggi, dan pengoperasian yang tenang. Roda gigi ini banyak digunakan dalam transmisi otomotif, industri, dan kedirgantaraan di mana keandalan dan presisi sangat penting.
Sistem Gleason dikembangkan untuk meningkatkan kualitas pukulan lurus danroda gigi bevel noldengan memperkenalkan gigi berbentuk spiral melengkung. Bentuk spiral ini memungkinkan kontak bertahap antar gigi, secara signifikan mengurangi kebisingan dan getaran sekaligus memungkinkan kecepatan putaran dan kapasitas beban yang lebih tinggi. Desain ini juga meningkatkan rasio kontak dan kekuatan permukaan, memastikan transmisi daya yang efisien di bawah beban berat atau dinamis.
Setiap pasangan roda gigi bevel spiral Gleason terdiri dari pinion dan roda gigi pasangannya, yang diproduksi dengan geometri yang sesuai. Proses manufakturnya sangat khusus. Dimulai dengan penempaan atau pengecoran presisi dari bahan baku baja paduan, seperti 18CrNiMo7-6, diikuti dengan pemotongan kasar, penggergajian, atau pembentukan untuk menghasilkan bentuk roda gigi awal. Metode canggih seperti pemesinan 5 sumbu, pengikisan, dan pemotongan keras memastikan akurasi dimensi yang tinggi dan hasil akhir permukaan yang optimal. Setelah perlakuan panas seperti karburisasi (58–60 HRC), roda gigi menjalani proses penggosokan atau penggerindaan untuk mencapai penyambungan sempurna antara pinion dan roda gigi.
Geometri roda gigi bevel spiral Gleason ditentukan oleh beberapa parameter kritis—sudut spiral, sudut tekanan, jarak kerucut pitch, dan lebar muka. Parameter-parameter ini dihitung secara tepat untuk memastikan pola kontak gigi dan distribusi beban yang benar. Selama inspeksi akhir, alat-alat seperti mesin pengukur koordinat (CMM) dan analisis kontak gigi (TCA) memverifikasi bahwa rangkaian roda gigi memenuhi kelas presisi DIN 6 atau ISO 1328-1 yang dipersyaratkan.
Dalam pengoperasiannya, spiral Gleasonroda gigi bevelMenawarkan efisiensi tinggi dan kinerja stabil bahkan dalam kondisi yang menuntut. Gigi yang melengkung memberikan kontak terus menerus, mengurangi konsentrasi tegangan dan keausan. Hal ini menjadikannya ideal untuk diferensial otomotif, gearbox truk, mesin berat, sistem propulsi kapal, dan peralatan listrik. Selain itu, kemampuan untuk menyesuaikan geometri gigi dan jarak pemasangan memungkinkan para insinyur untuk mengoptimalkan desain untuk torsi, kecepatan, dan batasan ruang tertentu.
Roda gigi bevel spiral tipe Gleason — tabel perhitungan utama
| Barang | Rumus / Ekspresi | Variabel / Catatan |
|---|---|---|
| Parameter masukan | (z_1,\ z_2,\ m_n,\ \alpha_n,\ \Sigma,\ b,\ T) | Gigi pinion/roda gigi (z); modul normal (m_n); sudut tekanan normal (\alpha_n); sudut poros (\Sigma); lebar muka (b); torsi yang ditransmisikan (T). |
| Diameter referensi (rata-rata) | (d_i = z_i , m_n) | i = 1 (pinion), 2 (roda gigi). Diameter rata-rata/referensi pada penampang normal. |
| Sudut kemiringan (kerucut) | (\delta_1,\ \delta_2) sedemikian sehingga (\delta_1+\delta_2=\Sigma) dan (\dfrac{\sin\delta_1}{d_1}=\dfrac{\sin\delta_2}{d_2}) | Hitung sudut kerucut yang sesuai dengan proporsi gigi dan sudut poros. |
| Jarak kerucut (jarak puncak kemiringan) | (R = \dfrac{d_1}{2\sin\delta_1} = \dfrac{d_2}{2\sin\delta_2}) | Jarak dari puncak kerucut ke lingkaran pitch diukur sepanjang garis generatrix. |
| Jarak melingkar (normal) | (p_n = \pi m_n) | Jarak antar gigi linier pada bagian normal. |
| Modul melintang (kira-kira) | (m_t = \dfrac{m_n}{\cos\beta_n}) | (\beta_n) = sudut spiral normal; mengubah antara penampang normal dan transversal sesuai kebutuhan. |
| Sudut spiral (hubungan rata-rata/transversal) | (\tan\beta_t = \tan\beta_n \cos\delta_m) | (\delta_m) = sudut kerucut rata-rata; gunakan transformasi antara sudut normal, transversal, dan sudut spiral rata-rata. |
| Rekomendasi lebar muka | (b = k_b , m_n) | (k_b) biasanya dipilih dari 8 hingga 20 tergantung pada ukuran dan aplikasi; konsultasikan dengan praktik desain untuk nilai pastinya. |
| Tambahan (rata-rata) | (a \approx m_n) | Perkiraan tambahan kedalaman penuh standar; gunakan tabel proporsi gigi yang tepat untuk nilai yang akurat. |
| Diameter luar (ujung) | (d_{o,i} = d_i + 2a) | i = 1,2 |
| Diameter akar | (d_{f,i} = d_i – 2h_f) | (h_f) = dedendum (dari proporsi sistem roda gigi). |
| Ketebalan gigi melingkar (kira-kira) | (s \approx \dfrac{\pi m_n}{2}) | Untuk geometri bevel, gunakan ketebalan yang telah dikoreksi dari tabel gigi untuk akurasi. |
| Gaya tangensial pada lingkaran pitch | (F_t = \dfrac{2T}{d_p}) | (T) = torsi; (d_p) = diameter pitch (gunakan satuan yang konsisten). |
| Tegangan lentur (disederhanakan) | (\sigma_b = \dfrac{F_t \cdot K_O \cdot K_V}{b \cdot m_n \cdot Y}) | (K_O) = faktor beban berlebih, (K_V) = faktor dinamis, (Y) = faktor bentuk (geometri lentur). Gunakan persamaan lentur AGMA/ISO lengkap untuk desain. |
| Tegangan kontak (tipe Hertz, disederhanakan) | (\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) konstanta geometri, (E_i,\nu_i) modulus elastis material dan rasio Poisson. Gunakan persamaan tegangan kontak lengkap untuk verifikasi. |
| Rasio kontak (umum) | (\varepsilon = \dfrac{\text{busur aksi}}{\text{nada dasar}}) | Untuk roda gigi bevel, perhitungan dilakukan menggunakan geometri kerucut pitch dan sudut spiral; biasanya dievaluasi dengan tabel desain roda gigi atau perangkat lunak. |
| Jumlah gigi virtual | (z_v \approx \dfrac{d}{m_t}) | Berguna untuk pemeriksaan kontak/undercut; (m_t) = modulus transversal. |
| Pemeriksaan gigi minimum / undercut | Gunakan kondisi gigi minimum berdasarkan sudut spiral, sudut tekanan, dan proporsi gigi. | Jika (z) berada di bawah nilai minimum, maka diperlukan pemotongan atau perkakas khusus. |
| Pengaturan mesin/pemotong (langkah desain) | Menentukan sudut kepala pemotong, rotasi dudukan, dan pengindeksan dari geometri sistem roda gigi. | Pengaturan ini diperoleh dari geometri roda gigi dan sistem pemotong; ikuti prosedur mesin/perkakas. |
Teknologi produksi modern, seperti mesin pemotong dan pengasah roda gigi bevel CNC, memastikan kualitas dan kemampuan pertukaran yang konsisten. Dengan mengintegrasikan desain berbantuan komputer (CAD) dan simulasi, produsen dapat melakukan rekayasa balik dan pengujian virtual sebelum produksi sebenarnya. Hal ini meminimalkan waktu tunggu dan biaya sekaligus meningkatkan presisi dan keandalan.
Singkatnya, roda gigi bevel spiral Gleason mewakili kombinasi sempurna antara geometri canggih, kekuatan material, dan presisi manufaktur. Kemampuannya untuk memberikan transmisi daya yang halus, efisien, dan tahan lama telah menjadikannya komponen yang sangat diperlukan dalam sistem penggerak modern. Baik digunakan di sektor otomotif, industri, atau kedirgantaraan, roda gigi ini terus mendefinisikan keunggulan dalam gerakan dan kinerja mekanis.
Waktu posting: 24 Oktober 2025