zgodovina
Odkriti starogrški zobniki
Na Zahodu je leta 300 pr. n. št. starogrški filozof Aristotel v »Mehaničnih problemih« razložil problem prenosa rotacijskega gibanja z zobniki iz brona ali litega železa. Znana grška učenjaka Aristotel in Arhimed sta proučevala zobnike. Slavni grški izumitelj Gutisibios je enakomerno vstavil žebljičke na rob okrogle plošče delovne mize, da se je povezal s kolescem žebljičkov. Ta mehanizem je uporabil pri graviranju. To je približno 150 pr. Leta 100 pred našim štetjem je aleksandrijski izumitelj Herron izumil števec kilometrov, v katerem so bile uporabljene prestave. V 1. stoletju našega štetja je bil zobniški prenos uporabljen tudi v rezkalnem stroju z vodnim kolesom, ki ga je izdelal rimski arhitekt Pidobis. Do 14. stoletja so zobnike začeli uporabljati v urah.
Železno bronasto orodje iz poznega obdobja vojskujočih se držav
V zgodnjih letih vzhodne dinastije Han (1. stoletje našega štetja) so že obstajala orodja v obliki ribje kosti. Avto s kompasom in boben Jili, ki sta se pojavila v obdobju treh kraljestev, sta sprejela sisteme prenosa zobnikov. Neprekinjeno mletje, ki se vrti v vodi, ki ga je izumil Du Yu v dinastiji Jin, prenaša moč vodnega kolesa na mlin na kamne prek zobnikov. Najzgodnejši zapis o sistemu prenosa orodja v zgodovinskih knjigah je opis vodne armilne krogle, ki jo je leta 725 naredila skupina dinastije Tang in Liang Lingzan. Instrument za prevoz vode in Xiangtai (glej starodavne kitajske ure), izdelan v dinastiji Severni Song, sta uporabljala zapleten sistem zobnikov. V dinastiji Ming je Mao Yuanyijev "Wu Bei Zhi" (napisan leta 1621) zabeležil menjalnik z zobato letvijo. V ruševinah starodavnega mesta Anwuji v provinci Hebei, ki so jih izkopali leta 1956, so našli železno ragljo. Premer kolesa je približno 80 mm. Čeprav je poškodovan, je kakovost železa dobra. Po raziskavah je bilo potrjeno, da je bilo od konca obdobja vojskujočih se držav (3. stoletje pr. n. št.) do izdelkov med dinastijo Zahodni Han (206 pr. n. št. do 24 n. št.). Leta 1954 so v kraju Tiejiaya v okrožju Yongji v provinci Shanxi odkrili bronasto ragljo. Glede na artefakte, odkrite v isti jami, lahko sklepamo, da gre za relikvije dinastije Qin (221 pr. n. št. -206 pr. n. št.) ali zgodnje dinastije Zahodni Han. Kolo ima 40 zob in premer približno 25 mm. Glede uporabe raglje do zdaj ni bilo najdenih nobenih pisnih zapisov, ugibajo pa se, da se lahko uporablja za zaviranje, da se prepreči obračanje osi. Leta 1953 so v vasi Hongqing v okrožju Chang'an v provinci Shaanxi izkopali par bronastih zobnikov v obliki ribje kosti. Glede na analizo strukture grobnice in grobnih predmetov je mogoče ugotoviti, da par zobnikov izvira iz zgodnje vzhodne dinastije Han. Obe kolesi imata 24 zob in premer približno 15 mm. Tudi Hengyang in drugi kraji so našli isto orodje ribje kosti.
Strukturni diagram zobniškega prenosa v "Wu Bei Zhi"
Že leta 1694 je francoski učenjak PHILIPPE DE LA HIRE prvi predlagal, da se evolventa lahko uporablja kot zobna krivulja. Leta 1733 je Francoz M.CAMUS predlagal, da mora skupna normala kontaktne točke zob zobnika potekati skozi vozlišče na sredinskem priključku. Ko se pomožna trenutna središčna črta popolnoma kotali vzdolž trenutne središčne črte (krog nagiba) velikega kolesa in majhnega kolesa, sta dva profila zoba, ki ju tvori oblika pomožnega zoba, fiksno povezana s pomožno trenutno središčnico na velikem kolesu in krivulje majhnega kolesa so med seboj konjugirane, to je CAMUSOV izrek. Upošteva stanje zaskočevanja obeh zobnih površin; eksplicitno vzpostavlja sodoben koncept trajektorij kontaktnih točk. Leta 1765 je Švicar L. EULER predlagal matematično osnovo za analitično študijo evolventnega profila zoba in razjasnil razmerje med polmerom ukrivljenosti krivulje profila zoba in položajem središča ukrivljenosti zobniškega para, ki se ujemata. Kasneje je SAVARY to metodo še dopolnil in postal enačba EU-LET-SAVARY. ROTEFT WULLS je prispeval k uporabi evolventnega profila zoba, ki je predlagal, da ima evolventni zobnik prednost stalnega razmerja kotne hitrosti, ko se sredinska razdalja spremeni. Leta 1873 je nemški inženir HOPPE predlagal evolventni profil zob zobnikov z različnim številom zob ob spreminjanju kota pritiska in s tem postavil idejne temelje sodobnih variabilnih zobnikov.
Konec 19. stoletja so se drug za drugim pojavili princip generirajoče metode rezanja zobnikov ter posebna strojna orodja in orodja, ki so po tem principu rezali zobe. Pri rezanju zob, dokler je rezalno orodje rahlo premaknjeno iz običajnega zaskočnega položaja, je mogoče na obdelovalnem stroju s standardnim orodjem izrezati ustrezen zobnik za pomik. Leta 1908 je MAAG iz Švice proučil metodo premikanja in izdelal oblikovalnik zobnikov za oblikovanje zobnikov. Kasneje so britanski BSS, ameriški AGMA in nemški DIN zaporedno predlagali različne metode izračunavanja premikov zobnikov.
Zgodnje hansko bronasto orodje v obliki ribje kosti
Da bi povečali življenjsko dobo zobnikov za prenos moči in zmanjšali njihovo velikost, so poleg izboljšav materialov, toplotne obdelave in strukture razvili zobnike z zobmi v krožnem loku. Leta 1907 je Britanec FRANK HUMPHRIS prvi objavil obliko zobnega loka. Leta 1926 je švicarski ERUEST WILDHABER pridobil patentno pravico za vijačni zobnik s profilom zob krožnega loka. Leta 1955 je sovjetski ML NOVIKOV zaključil praktične raziskave zobatih zobnikov s krožnim lokom in prejel red Lenina. Leta 1970 je inženir britanskega podjetja ROLH-ROYCE RM STUDER pridobil ameriški patent za zobnike z dvojnim lokom. Tovrstnemu orodju so ljudje posvečali vedno več pozornosti in je igralo pomembno vlogo v proizvodnji.
Zobniki so zobati mehanski deli, ki se lahko zaskočijo med seboj. Široko se uporabljajo v mehanskem prenosu in na celotnem mehanskem področju. Sodobna tehnologija zobnikov je dosegla: zobniški modul je 0.004 do 100 mm; premer zobnika je od 1 mm do 150 metrov; prenosna moč lahko doseže 100,000 kilovatov; hitrost lahko doseže več sto tisoč vrtljajev na minuto; drugo.
Z razvojem proizvodnje je bila pozornost posvečena stabilnosti delovanja zobnikov. Leta 1674 je danski astronom Romer prvič predlagal uporabo epicikloide kot krivulje profila zoba za dosego gladkega teka.
Med industrijsko revolucijo v 18. stoletju se je tehnologija zobnikov hitro razvijala in opravljenih je bilo veliko raziskav o zobnikih. Leta 1733 je francoski matematik Cammy objavil osnovni zakon o zaskočenju profila zob; leta 1765 je švicarski matematik Euler predlagal uporabo evolvent kot krivulj profila zob.
Stroji za rezkanje in oblikovanje, ki so se pojavili v 19. stoletju, so rešili problem množične proizvodnje visoko natančnih zobnikov. Leta 1900 je Profort vgradil diferencialno napravo za rezkalni stroj, ki je lahko obdeloval vijačne zobnike na rezkalnem stroju. Od takrat je rezkalno orodje rezkalnega stroja postalo priljubljeno. .
Leta 1899 je Lasher prvič implementiral shemo prestavljanja prestav. Premični zobnik se ne more samo izogniti spodrezovanju zob zobnika, temveč tudi uskladiti sredinsko razdaljo in izboljšati nosilnost zobnika. Leta 1923 je Wilder Haber iz Združenih držav Amerike prvi predlagal zobnike z ločnimi profili zob. Leta 1955 je Sunovykov izvedel poglobljeno raziskavo obločnih zobnikov in obločne prestave so nato začeli uporabljati v proizvodnji. Ta zobnik ima visoko nosilnost in učinkovitost, vendar ni tako enostaven za izdelavo kot evolventne zobnike in ga je treba še izboljšati.
