গ্লিসন দাঁতের ঘর্ষণ এবং কিনবার্গ দাঁতের কর্তন

যখন দাঁতের সংখ্যা, মডুলাস, প্রেসার অ্যাঙ্গেল, হেলিক্স অ্যাঙ্গেল এবং কাটার হেডের ব্যাসার্ধ একই থাকে, তখন গ্লিসন দাঁতের আর্ক কনট্যুর দাঁত এবং কিনবার্গ দাঁতের সাইক্লয়েডাল কনট্যুর দাঁতের শক্তি একই হয়। এর কারণগুলো নিম্নরূপ:

১) শক্তি গণনার পদ্ধতিগুলো একই: গ্লিসন এবং কিনবার্গ স্পাইরাল বেভেল গিয়ারের জন্য তাদের নিজস্ব শক্তি গণনার পদ্ধতি তৈরি করেছেন এবং সংশ্লিষ্ট গিয়ার ডিজাইন বিশ্লেষণ সফটওয়্যার সংকলন করেছেন। কিন্তু তারা সকলেই দাঁতের পৃষ্ঠের সংস্পর্শ পীড়ন গণনা করার জন্য হার্টজ সূত্র ব্যবহার করেন; বিপজ্জনক অংশটি খুঁজে বের করার জন্য ৩০-ডিগ্রি ট্যানজেন্ট পদ্ধতি ব্যবহার করেন, দাঁতের ডগায় লোড প্রয়োগ করে দাঁতের গোড়ার নমন পীড়ন গণনা করেন এবং দাঁতের পৃষ্ঠের মধ্যবিন্দু অংশের সমতুল্য নলাকার গিয়ার ব্যবহার করে স্পাইরাল বেভেল গিয়ারের দাঁতের পৃষ্ঠের সংস্পর্শ শক্তি, দাঁতের উচ্চ নমন শক্তি এবং দাঁতের পৃষ্ঠের আঠালো প্রতিরোধের আনুমানিক গণনা করেন।

২) প্রচলিত গ্লিসন টুথ সিস্টেমে, বিগ এন্ডের এন্ড ফেস মডুলাস অনুসারে গিয়ার ব্ল্যাঙ্কের প্যারামিটার, যেমন টিপ হাইট, টুথ রুট হাইট এবং ওয়ার্কিং টুথ হাইট, গণনা করা হয়। অন্যদিকে, কিনবার্গ পদ্ধতিতে গিয়ার ব্ল্যাঙ্কের প্যারামিটার গণনা করা হয় মধ্যবিন্দুর নরমাল মডুলাস অনুসারে। সর্বশেষ অ্যাগমা গিয়ার ডিজাইন স্ট্যান্ডার্ড স্পাইরাল বেভেল গিয়ার ব্ল্যাঙ্কের ডিজাইন পদ্ধতিকে একীভূত করেছে এবং গিয়ার ব্ল্যাঙ্কের প্যারামিটারগুলো গিয়ার দাঁতের মধ্যবিন্দুর নরমাল মডুলাস অনুসারে ডিজাইন করা হয়। অতএব, একই মৌলিক প্যারামিটার (যেমন: দাঁতের সংখ্যা, মধ্যবিন্দুর নরমাল মডুলাস, মধ্যবিন্দুর হেলিক্স অ্যাঙ্গেল, নরমাল প্রেসার অ্যাঙ্গেল) সহ হেলিক্যাল বেভেল গিয়ারগুলোর ক্ষেত্রে, যে ধরনের টুথ ডিজাইনই ব্যবহার করা হোক না কেন, মধ্যবিন্দুর নরমাল সেকশনের মাত্রাগুলো মূলত একই থাকে। এবং সমতুল্য নলাকার গিয়ারের মধ্যবিন্দু অংশের প্যারামিটারগুলো সামঞ্জস্যপূর্ণ (সমতুল্য নলাকার গিয়ারের প্যারামিটারগুলো শুধুমাত্র দাঁতের সংখ্যা, পিচ কোণ, স্বাভাবিক চাপ কোণ, মধ্যবিন্দু হেলিক্স কোণ এবং গিয়ারের দাঁতের পৃষ্ঠের মধ্যবিন্দুর সাথে সম্পর্কিত। পিচ বৃত্তের ব্যাসও এর সাথে সম্পর্কিত), তাই দুটি দাঁত সিস্টেমের শক্তি যাচাইয়ে ব্যবহৃত দাঁতের আকৃতির প্যারামিটারগুলো মূলত একই।

৩) যখন গিয়ারের মৌলিক প্যারামিটারগুলো একই থাকে, তখন দাঁতের নিচের খাঁজের প্রস্থের সীমাবদ্ধতার কারণে টুল টিপের কোণার ব্যাসার্ধ গ্লিসন গিয়ার ডিজাইনের চেয়ে ছোট হয়। ফলে, দাঁতের গোড়ার অতিরিক্ত চাপের ব্যাসার্ধ তুলনামূলকভাবে ছোট হয়। গিয়ার বিশ্লেষণ এবং বাস্তব অভিজ্ঞতা অনুযায়ী, টুলের অগ্রভাগের চাপের ব্যাসার্ধ বড় করলে দাঁতের গোড়ার অতিরিক্ত চাপের ব্যাসার্ধ বাড়ানো যায় এবং গিয়ারের নমন প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়।

কারণ কিনবার্গ সাইক্লয়েডাল বেভেল গিয়ারের নির্ভুল মেশিনিং শুধুমাত্র কঠিন দাঁতের পৃষ্ঠতল দিয়েই করা যায়, যেখানে গ্লিসন সার্কুলার আর্ক বেভেল গিয়ারকে থার্মাল পোস্ট-গ্রাইন্ডিংয়ের মাধ্যমে প্রক্রিয়াজাত করা যায়, যা রুট কোন সারফেস এবং টুথ রুট ট্রানজিশন সারফেস তৈরি করতে পারে। এবং দাঁতের পৃষ্ঠতলগুলোর মধ্যে অতিরিক্ত মসৃণতা গিয়ারের উপর স্ট্রেস কনসেন্ট্রেশনের সম্ভাবনা কমায়, দাঁতের পৃষ্ঠতলের রুক্ষতা হ্রাস করে (Ra≦0.6um পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে) এবং গিয়ারের ইন্ডেক্সিং নির্ভুলতা উন্নত করে (GB3∽5 গ্রেড নির্ভুলতা পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে)। এইভাবে, গিয়ারের ভারবহন ক্ষমতা এবং দাঁতের পৃষ্ঠতলের আটকে যাওয়া প্রতিরোধের ক্ষমতা বৃদ্ধি করা যায়।

৪) প্রথমদিকে ক্লিঙ্গেনবার্গ কর্তৃক গৃহীত কোয়াসি-ইনভোলিউট দাঁতযুক্ত স্পাইরাল বেভেল গিয়ারটি, গিয়ার জোড়ার স্থাপন ত্রুটি এবং গিয়ার বক্সের বিকৃতির প্রতি কম সংবেদনশীল, কারণ এর দাঁতের দৈর্ঘ্যের দিকে দাঁতের রেখাটি ইনভোলিউট বা ভেতরের দিকে বাঁকানো থাকে। উৎপাদনগত কারণে, এই দাঁত ব্যবস্থাটি শুধুমাত্র কিছু বিশেষ ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। যদিও ক্লিঙ্গেনবার্গের দাঁতের রেখা এখন একটি বর্ধিত এপিসাইক্লয়েড এবং গ্লিসন দাঁত ব্যবস্থার দাঁতের রেখা একটি বৃত্তচাপ, তবুও এই দুটি দাঁতের রেখার উপর সর্বদা এমন একটি বিন্দু থাকবে যা ইনভোলিউট দাঁতের রেখার শর্ত পূরণ করে। গেরি সেন কোম্পানির প্রযুক্তিগত তথ্য অনুসারে, কিনবার্গ টুথ সিস্টেম অনুযায়ী ডিজাইন ও প্রক্রিয়াজাত করা গিয়ারের ক্ষেত্রে, টুথ লাইনের উপর যে "বিন্দু"টি ইনভোলিউট শর্ত পূরণ করে, তা গিয়ার দাঁতের বড় প্রান্তের কাছাকাছি থাকে, তাই ইনস্টলেশন ত্রুটি এবং লোড ডিফরমেশনের প্রতি গিয়ারের সংবেদনশীলতা খুব কম। আর্ক টুথ লাইনযুক্ত স্পাইরাল বেভেল গিয়ারের জন্য, ছোট ব্যাসের কাটার হেড নির্বাচন করে গিয়ারটি এমনভাবে প্রক্রিয়াজাত করা যেতে পারে, যাতে টুথ লাইনের উপর ইনভোলিউট শর্ত পূরণকারী "বিন্দু"টি দাঁতের পৃষ্ঠের মধ্যবিন্দু এবং বড় প্রান্তের মধ্যে অবস্থিত থাকে। এর ফলে, গিয়ারগুলোর ইনস্টলেশন ত্রুটি এবং বক্স ডিফরমেশনের বিরুদ্ধে ক্লিঙ বার্গার গিয়ারের মতোই প্রতিরোধ ক্ষমতা নিশ্চিত করা হয়। যেহেতু সমান উচ্চতার গ্লিসন আর্ক বেভেল গিয়ার মেশিনিং করার জন্য ব্যবহৃত কাটার হেডের ব্যাসার্ধ একই প্যারামিটারের বেভেল গিয়ার মেশিনিং করার জন্য ব্যবহৃত কাটার হেডের ব্যাসার্ধের চেয়ে ছোট হয়, তাই ইনভোলিউট শর্ত পূরণকারী "বিন্দু"টি দাঁতের পৃষ্ঠের মধ্যবিন্দু এবং বড় প্রান্তের মধ্যে অবস্থিত থাকবে—এটি নিশ্চিত করা যায়। এই সময়ে গিয়ারটির শক্তি ও কার্যক্ষমতা উন্নত করা হয়।

৫) অতীতে কিছু লোক মনে করতেন যে, বৃহৎ মডিউল গিয়ারের গ্লিসন দাঁত পদ্ধতি কিনবার্গ দাঁত পদ্ধতির তুলনায় নিকৃষ্ট ছিল, যার প্রধান কারণগুলো ছিল নিম্নরূপ:

২. ক্লিঙ্গেনবার্গ গিয়ারগুলো তাপ প্রক্রিয়াকরণের পর ঘষে মসৃণ করা হয়, কিন্তু গ্লিসন গিয়ারের সঙ্কোচন দাঁতগুলো তাপ প্রক্রিয়াকরণের পর মসৃণ করা হয় না এবং এগুলোর নির্ভুলতা পূর্বেরটির মতো ভালো নয়।

২. সঙ্কোচন দাঁত প্রক্রিয়াকরণের জন্য ব্যবহৃত কাটার হেডের ব্যাসার্ধ কিনবার্গ দাঁতের চেয়ে বড় হয় এবং গিয়ারের শক্তি কম হয়; তবে, বৃত্তাকার চাপযুক্ত দাঁত প্রক্রিয়াকরণের জন্য ব্যবহৃত কাটার হেডের ব্যাসার্ধ সঙ্কোচন দাঁতের চেয়ে ছোট হয়, যা কিনবার্গ দাঁতের অনুরূপ। তৈরি করা কাটার হেডের ব্যাসার্ধ সমতুল্য হয়।

২. গিয়ারের ব্যাস একই হলে গ্লিসন কম মডুলাস এবং বেশি সংখ্যক দাঁতযুক্ত গিয়ার ব্যবহারের পরামর্শ দিতেন, অপরদিকে ক্লিঙ্গেনবার্গ লার্জ-মডুলাস গিয়ারে বেশি মডুলাস ও কম সংখ্যক দাঁত ব্যবহার করা হয় এবং গিয়ারের নমন শক্তি মূলত মডুলাসের উপর নির্ভর করে, তাই ক্লিঙ্গেনবার্গের নমন শক্তি গ্লিসনের চেয়ে বেশি।

বর্তমানে, গিয়ারের নকশায় মূলত ক্লেইনবার্গের পদ্ধতিই অনুসরণ করা হয়, তবে এক্ষেত্রে দাঁতের সারিকে প্রসারিত এপিসাইক্লয়েড থেকে চাপাকৃতির করা হয় এবং তাপ প্রয়োগের পর দাঁতগুলোকে ঘষে মসৃণ করা হয়।