виды и типы, достоинства и недостатки, область применения, назначение, общие сведения, из чего состоят, где применяются, характеристики, определение, принцип действия
08.07.2020
Огромное количество устройств с механическими деталями использует принцип переноса силового усилия, вращательного момента, направления давления посредством особого способа. И именно его мы сегодня и затронем в обзоре. Мы разберем типы и виды, применение и назначение, преимущества зубчатых передач. А также рассмотрим смежные моменты.
Общее описание
Для того чтобы передать усилия, ранее использовался повсеместно лишь один метод — ременный, который имел важное промежуточное звено — ремень. В нашем же случае способ меняется. Ненужный переходник исключается, вместо него появляется сцепление между элементами.
Таким образом, увеличивается не только уровень надежности и минимизируется размер всей системы, но также достигается и еще одно важное преимущество.
Снижается расход энергии, необходимый для активации всей конструкции.
Существует масса ключевых факторов, которые определяют эффективность, сферу применения механизма. Разумеется, важным аспектом становятся габариты, материал производства и точность.
Если говорить про общие сведения о зубчатых передачах, нужно знать, что в хорошем продукте между зубьями всегда присутствует зазор. Они не располагаются вплотную. Иначе скольжение будет невозможным по определению. А также будет крайне неудобно смазывать подвижные части. Эксплуатационный срок, равно как и эффективность применения будет значительно снижена. Не нужно забывать, что многие типы производства подразумевают образование высоких температур на производственных площадках. А сами механические детали во время работы ввиду банальной силы трения разогреваются. Значит, металл будет расширяться, незначительно увеличиваться в размерах. И без зазора зубья просто встанут, упираясь друг в друга и заблокировав дальнейший ход.
Поэтому выбор конечного продукта всегда стоит останавливать на том, что точно не подведет. Именно поэтому мы в компании «Сармат» всегда внимательно относимся к деталям. И любая часть наших станков и иной продукции отвечает не только всем требованиям нормативной документации, но и желаниям наших клиентов.
Элементы конструкции зубчатой передачи
Данное устройство по своей сути является довольно простым. В нем используется минимальное количество составных частей. Соответственно, это значительный плюс в пользу эксплуатационного срока. Как бы далеко ни шагнула наука и прогресс — чем проще механизм, тем реже он ломается. Это факт, с которым невозможно спорить.
Хотя, говоря о герое нашего обзора, в первую очередь в воображении предстает колесо, но это лишь вершина айсберга. Посмотрим более подробно:
- • Практически во всех моделях присутствует корпус. Он необходим для надежной фиксации всех частей в условиях одной системы.
- • Колеса. Разбирая разновидности, какие передачи называют зубчатыми в принципе, в голову сразу приходят шестерни. Их по стандарту две штуки. Если не подразумевается посредников, всегда есть ведущее и ведомое. Первое получает импульс силы, поворачивается по своей оси, заставляет двигаться второе. Крутящий момент зависит от качества сцепления между ними.
- • Вал. Главный двигатель, который и содержит в себе импульс. Получает он его уже непосредственно источника. В большинстве случаев таковым выступает привод на электрике. Крепится данная часть уже на само колесо. А значит, его форма также подбирается исходя из всей системы в целом. Допускается ступенчатые варианты при необходимости.
- • Подшипники. Характеристики и определение зубчатых передач подразумевает подвижность колес. Но для обеспечения подобного необходимо крепить вал не напрямую, а с помощью промежуточных переходников. Ими и становятся подшипники. Поскольку в этом месте происходит толчок подвижности, его тоже нужно регулярно обрабатывать смазочными материалами.
Но для обеспечения подобного необходимо крепить вал не напрямую, а с помощью промежуточных переходников. Ими и становятся подшипники. Поскольку в этом месте происходит толчок подвижности, его тоже нужно регулярно обрабатывать смазочными материалами.Стоит также осознавать, что основа для любой шестерни – это зубья. Они и подарили название всей системе. Величина, количество, периодика расположения отличает виды друг от друга. Наклон тоже может существенно меняться в различных моделях.
Важно уточнить, что эти шестерни устанавливаются на вал через прессование. В результате общая конструкция обладает изрядной прочностью, а холостой поворот колеса исключается по определению. А это означает, что будет меньше потерь энергии. В большей части случаев снижается расход электрического тока, служащего источников для движения вала.
Как классифицируются зубчатые передачи
Сложно выделить единую градацию, на которую бы опирался каждый производитель.
Существует значительное количество разнообразных факторов, становящихся фундаментальными в зависимости от задач на производстве. Поэтому и используется несколько вариаций группировки.
Посмотрим, по каким аспектам разделяют эти инструменты на подвиды:
- • Основываясь на расположении осей по сравнению друг с другом. Так появляются параллельные типы, а также пересекающиеся. Отдельной строкой идут перекрещивающиеся. Разумеется, первый вариант – самый простой. И чаще всего выбирается именно он. Но существуют нетипичные задачи, где приходится использовать иные способы. Под осями подразумеваются механизмы, которые крепят колеса.
- • Также некоторые классы опираются на расположение зубьев. Так у нас появляются внутренние и наружные варианты. Эффективность их напрямую опирается на всю систему. Панацеи нет. Им сказать, кто лучше не получится. Используются чаще наружные, но нельзя утверждать, что они результативнее.
- • Корпус тоже имеет значение. Мы уже уточнили, зачем он нужен. Но пока не рассказали, что существуют модели с открытым типом оболочки. И что примечательно, такой вариант работает в принципе без внешней смазки. Сухой ход, как это принято называть. А закрытая модель – ближе к стандарту.
- • Следует внимательно относиться и к размеру. Корректнее – к протяженности окружности. Чем она длиннее, тем больший путь проходит точка при одиночном повороте колеса. Соответственно, выделяют тихоходные и скоростные. Но стоит понимать, что динамика все же зависит от вала. Какой импульс он передаст. А форма лишь подскажет, сможет ли колесо справиться с ним и применить его по назначению.
Мы уже уточнили, зачем он нужен. Но пока не рассказали, что существуют модели с открытым типом оболочки. И что примечательно, такой вариант работает в принципе без внешней смазки. Сухой ход, как это принято называть. А закрытая модель – ближе к стандарту.Основные достоинства и недостатки зубчатых передач
Ключевые преимущества видны невооруженным взглядом. Это:
- • Длительный срок эксплуатации. Мы уже пояснили, что простой инструмент редко ломается. А в обозначенном случае мы имеем дело с крепким металлом, отсутствием ломких деталей, закаленной частью, соприкасающейся с партнером (зубьями). Поэтому такой механизм по праву можно считать долгожителем.
- • Простая регулировка скорости. Масса вариантов настройки, установки.
- • Высочайший уровень КПД при небольших затратах.
- • Компактность. Что особенно важно. Ведь минимальный размер всего механизма позволяет сэкономить место в устройстве. Как пример, зубчатая передача позволяет сделать более компактный насос, сохраняя высокую мощность.
Поэтому такой механизм по праву можно считать долгожителем.Но и минусы тоже существуют:
- • Динамически во время работы невозможно сменить темп.
- • Дороговизна, а также сложность. Выполнить кустарными методами, как муфту или что-то схожее, не выйдет. Необходимо обращаться к профессиональным производителям. И одним из лучших вариантов будет «Сармат». Где при эталонном качестве продукта не задираются расценки выше среднерыночных. Что редкость для современной экономической ситуации.
- • Шумовой эффект. Избавиться от аспекта не получится, и чем выше скорость, тем сильнее будет сопровождающий работу звук. Вращательное движение не может быть беззвучным, зацепление зубьев делает свое дело. Такой способ является очень надежным, но и весьма шумным.
Вращательное движение не может быть беззвучным, зацепление зубьев делает свое дело. Такой способ является очень надежным, но и весьма шумным.Типы
А теперь пройдемся по конкретным представителям своего жанра. Сначала остановимся на наиболее общих группах. А после уже перейдем к узким нишам.
Конические
Название говорят за себя. Основа колеса имеет форму конуса. Оси в таком варианте всегда перекрещиваются. Есть и иные отличительные стороны. Как непрямые зубья. Хотя, в принципе существует и аналог с прямыми, просто это менее распространенный выбор.
Примечательно, что в результате форму позволяет увеличить площадь соприкосновения между элементами. А угол достигает 90 градусов. Поэтому фиксация, по заверению экспертов, становится более надежной. Также интересно то, что зубья утолщаются от основания к вершине. А значит, после зацепа они весьма надежно держатся за партнеров. И соскальзывание почти полностью исключается.
Понятие, принцип действия зубчатой передачи конической формы строится на надежности. Но нельзя сказать, что это экономичный вариант. Ведь он неотвратимо теряет в среднем 15% импульса, который передает ему вал. Прямой угол просто не позволяет сохранить всю прилагаемую силу.
С переменным передаточным отношением
Это относительно новое веяние в сфере. Смысл строится на том, что в стандартном механизме положение полюса зацепления всегда остается неизменным, статичным. А в этом прогрессивном виде оно «гуляет», изменяется под среду и нужды. Нельзя сказать, что это очень популярная разновидность, но в определенных случаях он показывает весьма завидные результаты.
Планетарные
Их еще можно назвать подвижными. В этом варианте ось колеса может перемещаться. Чтобы было яснее, в механизме шестерни не крутятся на месте, а более мелкое «бегает» по крупному. Движением становится намного разнообразнее, приходится пройти весь круг.
Разновидности колес
А теперь разберем основные виды, параметры зубчатых передач в зависимости от колес. Это самая популярная градация, на которой основываются чаще всего.
Цилиндрические
Наиболее распространенный способ. Используется два колеса с различным количественным фактором зубьев. Характеризуются постоянным передаточным отношением, никаких «плавающих» переменных. Оси по традиции параллельные. Существуют две вариации реализации такого механизма, с повышающим и понижающим фактором. В первом случае отношение количества зубьев больше единицы, во втором, соответственно, меньше.
Коническая
Об этой вариации мы уже немного поговорили. Смысл заключается в наличии угла между элементами. Разумеется, такой подход снижает КПД. Но для пущей надежности, особенно если подразумеваются высокие скорости вращения – это идеальное решение.
Червячная
Особый тип. В этом случае используется скрещивание осей. И принцип работы зубчатой передачи строится на заходах, каждый из которых немного тормозит движение. Меньшее колесо описывает от одного до четырех кругов по крупному собрату. Ход в обратную сторону, кстати, в такой конструкции не допускается. Сила трения слишком велика, она просто не позволит пойти назад. Зачастую к общему набору составных частей добавляются еще и редукторы.
Механизмы
Помимо описанных вариаций, есть еще парочка, которые являются более редкими, но все столь же результативными. В первую очередь, реечная. Используется не для передачи крутящего момента.
Напротив, здесь вращательное движение проходит преобразование с помощью рейки. И на выходе мы видим поступательное. Возможен и обратный процесс.
А также существуют винтовые. Они весьма точны и надежны, поэтому реализуются в различных компактных приборах. Но есть и негативная сторона. Проседает эксплуатационный срок, соприкосновение почти без зазоров, а значит, поверхность просто стирается при работе.
Форма и характеристика зуба
Мы уже пояснили, из чего состоит зубчатая передача. И главным фактором колеса являются зацепы. Поэтому конструкция так и называется. Но им пока уделили недостаточно внимания. А ведь у них есть свои отличительные стороны и видовое разнообразие.
Это:
- • Прямые. Используется повсеместно, нет отклонений по оси.
- • Косые. Значительно повышает уровень сцепления. Но начинает страдать КПД. Да и срок службы снижается.
- • Шевронные. Смысл кроется в снижении нагрузок на подшипник. Оси не давят на элемент, что выгодно при длительной работе.
- • Внутренние. Прекрасно функционируют на изгиб. А также практически единственный тип, который не создает сильный шумовой эффект при эксплуатации.
Смысл кроется в снижении нагрузок на подшипник. Оси не давят на элемент, что выгодно при длительной работе.Материалы
Чаще всего используется сталь. Но более мягкая и дешевая в вале и подшипниках. И максимально жесткая в колесах. Ведь они постоянно контактируют, трутся, давят. Поэтому применяется не только легированная сталь или углеродная, но и специальные методы обработки. Азотирование как вариант, а также цементирование. Закалка поверхностного уровня.
Любопытно, что в середине зацепы куда мягче, чем на поверхности. Ведь если сделать их твердыми по всему объему, они начнут ломаться при постоянных нагрузках, станут хрупкими. А если учитывать сферы, где применяются зубчатые передачи, особенности использования – такого допускать нельзя.
Геометрические параметры колес
Есть определенные нюансы конструкционного плана.
Боковые стороны всегда соприкасаются. Это главная точка поверхности, передающая импульс. А угол всегда подбирается с учетом смещения, чтобы при некорректной работе не заблокировались шестерни.
Поэтому важно учитывать: диаметр, длину окружности, размер зацепов, периодику, частоту. Все эти параметры указываются в сопутствующей документации. И должны точно соответствовать требованиям нормативов.
Методы обработки
Для пущей надежности каждая деталь после производства и обкатки проходит еще термическую закалку. И это обязательный процесс для продукта, который прослужит долго. В большей части случаев термообработки хватает, но есть некоторые детали, которые используются в высокоточных приборах. И тогда уже понадобится еще шлифовать каждый продукт.
Области применения
Существует масса промышленных сфер, где с успехом нашли свое отражение такие конструкции. Проще найти отрасль, где их нет. От точных приборов до гигантских буровых установок.
Используются в двигателях внутреннего сгорания, а значит, почти в каждом виде транспорта на земле: станки, конвейеры на фабричном производстве и в цехах. Даже в небольших элитных наручных часах применяется все тот же принцип. Просто без электрического привода.
Изучив классификацию и область применения зубчатых передач, остается только пожелать вам подобрать грамотный продукт для своего производства. И гидом, помогающим обойти все перипетии современного рынка, станет компания «Сармат».
Зубчатые передачи: виды, типы, классификация, общее описание, материал, в каких областях применяются
- Что называется зубчатой передачей
- Из чего состоит зубчатая передача
- Классификация передач
- Типы
- Форма зуба и характеристики
- Материалы
- Достоинства и недостатки
- Области применения
Чтобы передать усилие в механическом устройстве еще совсем недавно использовался метод ременного переноса, в котором важное значение имел ремень.
Ремень подвергался усиленному износу и подлежал частой замене. При использовании метода зубчатой передачи ремень как переходник исключается из системы, а вместо него реализуется сцепление непосредственно между элементами.
Что называется зубчатой передачей
В терминологии непрофессионалов зубчатые передачи – это вращающиеся механические элементы, которые обычно используются для передачи вращения от одного элемента к другому. Простыми словами, шестерня – это вращающийся механический элемент, используемый для передачи крутящего момента от одной детали к другой.
Для этого их внешние обода непосредственно соприкасаются друг с другом, имея общие черты в виде зубьев соприкасающихся колес, так что вращательное движение одной зубчатой передачи приводит к вынужденному движению другой. Такая передача крутящего момента очень эффективна и результативна, так как при этом теряется очень мало энергии. Одним из основных плюсов использования зубчатых передач является то, что они обеспечивают максимальную выходную мощность.
Различные зубчатые передачи могут работать с разной скоростью, передавать различные величины крутящего момента и даже преобразовывать горизонтальное движение в вертикальное.
Кроме того, обработка зубчатых колес может быть осуществлена таким образом, чтобы выдерживать очень высокие скорости вращения и силы, сохраняя при этом высокий уровень эффективности. Такая эффективность, а также их универсальность, сделала деталь зубчатое колесо популярной еще с древних времен, и сегодня их можно встретить практически везде, от самолетов до часовых механизмов.
Использование зубчатых передач можно проследить на протяжении тысячелетий, при этом основные элементы и конструкция сохранили свою актуальность и по сей день.
Многие люди, возможно, не знают, но сегодня на рынке существует целый ряд различных видов зубчатых колес. Каждый инженер-механик должен иметь базовое понимание основных типов существующих зубчатых передач.
Из чего состоит зубчатая передача
Данный механизм в своем составе деталей является технически простым.
Состоит он из небольшого количества элементов. Как правило, узлы, которые имеют простую конфигурацию, имеют наиболее больший срок службы, чем устройства со сложными механизмами. Независимо от того, насколько продвинулся технический прогресс, простые устройства выходят из строя намного реже. Этот факт делает его популярным в использовании и в наше время.
Тот факт, что это не все конструктивные преимущества, о которых вам будет полезно знать. Рассмотрим несколько подробно составляющие зубчатого колеса:
- Корпус является незаменимой частью узла и присутствует в каждом виде передач. Служит для фиксации деталей при их работе и необходим для содержания в нем смазочных материалов. Материал, из которого производят корпус, должен быть стойким к коррозии, как правило — это чугун. Форма корпуса зависит от модели механизма, и в какой сфере деятельности он будет работать.
- Второй деталью, о которой хотелось бы рассказать – зубчатые колеса. Когда разговор идет о колесах, на ум сразу приходит слово шестерни. В работе участвуют две шестерни, которые взаимодействуют друг с другом и передают крутящий момент. Одна шестерня является ведущей, вторая ведомой. Сила момента зависит от габаритов шестерней, количества зубьев, модуля и силы зацепления.
- Вал является главной деталью в устройстве. Его задача заключается в передаче вращения зубчатому колесу с помощью зацепления зубьев этих двух деталей. Сам вал заставляет вращаться электродвигатель, он и является источником запуска всего устройства. Чтобы валы держались в корпусе и могли свободно вращаться, они сажаются на подшипники, методом запрессовки. Форма вала зависит от конструкции механизма и может быть исполнен в самых разных вариациях, например в ступенчатом виде.
В работе участвуют две шестерни, которые взаимодействуют друг с другом и передают крутящий момент. Одна шестерня является ведущей, вторая ведомой. Сила момента зависит от габаритов шестерней, количества зубьев, модуля и силы зацепления.Если говорить о шестернях, то немаловажным моментом является их форма. Друг от друга они могут отличаться количеством зубьев, их формой и углом наклона. Конкретный вид подбирается в зависимости от типа механизма и его характеристик. Шестерня и зубчатые колеса и есть основа всего движения, отсюда и вытекает название узла – зубчатая передача.
Классификация зубчатых передач
На сегодняшний день уже существует большое количество различных градаций и признаков, по которым классифицируют зубчатые передачи. В зависимости от того какой вид исполнения выбрать, зависит главный параметр всего узла, это долговечность его работы и надежность. Также сюда можно добавить разные варианты нужных характеристик.
Рассмотрим несколько видов и признаков классификации зубчатых передач:
- Параллельные и пересекающиеся типы, различаются расположением осей относительно друг друга. Третий существующий вид — перекрещивающийся. Наиболее надежным и технически простым является параллельный тип. Если судить популярность по продажам, то лидирующую позицию занимает именно он. Зачастую возникает потребность в решении нестандартных задач, тогда приходится искать другие способы. Оси, так называемые крепежные устройства для колес.
- Внутренние и наружные типы, основываются на расположении зубьев. Стоит учитывать, что их производительность зависит от всей конструкции. Выделить среди них какой то один нельзя, все зависит от конкретных задач. На практике наиболее востребованный в работе, наружный, но это не говорит о том, что он эффективнее справится с задачами.
- Стоит отметить классификацию по форме и конструкции корпуса, которые мы описывали выше. Тут мы не сказали о том, что бывают закрытые и открытые виды. Открытые отличаются тем, что могут работать без смазочного материала, на сухую. Закрытые могут исправно и долго функционировать только при наличии достаточного уровня смазки.
- В зависимости от потребности увеличить количество оборотов или уменьшить их, существуют понижение и повышение передач. Для каждой цели выбирают свой тип.
Выделить среди них какой то один нельзя, все зависит от конкретных задач. На практике наиболее востребованный в работе, наружный, но это не говорит о том, что он эффективнее справится с задачами.Внимание заслуживает такой параметр как величина окружности. По ней определяют три подвида, тихоходные, быстроходные и среднескоростные. Выбирать тут стоит в зависимости от ваших потребностей в определенных характеристиках.
Существует много различных видов зубчатых передач, предназначенных для различного вида использования, и все типы характеризуются положением соединенной оси или вала, которые могут быть параллельными, пересекающимися или не параллельными и не пересекающимися, а также формой зубьев.
Давайте рассмотрим классификацию зубчатых механических передач:
Цилиндрические зубчатые передачи
Один из самых распространенных типов зубчатых колес – цилиндрическая прямозубая шестерня благодаря своей простоте, широкому спектру применения и экономичности. Цилиндрические зубчатые передачи воспринимают и передают радиальные нагрузки и, как правило, используются при низких скоростях вращения, так как они имеют большую шумность на высоких скоростях. Так же есть вариант установки эвольвентной разновидности устройства.
Конические передачи
Конический тип зубчатого колеса относятся к устройству пересекающихся осей/валов, поэтому их соединение осуществляется под вертикальным углом наклона. Их форма коническая, а зубья могут быть как прямыми, так и спиральными для более тихой работы. Хотя угол 90 градусов между пересекающимися осями не является обязательным, они, как правило, встречаются в таком исполнении и имеют одинаковое количество зубьев, так что скорость вращения между ними одинакова.
Этот тип конических зубчатых колес называется митровой передачей и используется в тех случаях, когда изменение скорости не требуется. Любой другой угол и разность числа зубьев называется просто конической передачей.
Гипоидные передачи
Гипоидные зубчатые колеса очень похожи на конические со спиральным расположением зубьев, главное отличие заключается в том, что их оси вращения не совпадают. Как следствие, конструкция зубьев, должна быть очень тщательно рассчитана по их углу наклона. Обычно они используются в тех случаях, когда требуется снижение или повышение скорости, поэтому их часто можно встретить в автомобильных трансмиссиях, которые допускают более компактную конструкцию.
Червячные зубчатые передачи
Червячные передачи – это тип передачи, состоящий из цилиндрического зубчатого колеса, которое похоже на коническую шестерню. При этом она также включает в себя вал зубчатой передачи (червячный вал), которая имеет винтовую резьбу, расположенную в параллельной плоскости, но при осевом вращении 90 градусов по отношению к первому элементу.
Благодаря плотному соединению двух элементов, червячные зубчатые колеса работают бесшумно и не вызывает вибраций. Чаще всего червячная передача применяется там, где решающими характеристиками являются частота вращения, фиксация и точность. Типичным примером такого типа зубчатых передач являются ключи настройки в струнных музыкальных инструментах.
Червячные зубчатые колеса имеют зубья особой формы. Благодаря применению червячных передач можно уменьшить число оборотов, так как при всего одном обороте одно-заходного червяка колесо проворачивается на один зуб. Бывают и многозаходные червяки. Передаточное отношение червячной пары рассчитывается по специальной формуле. Червячная пара работает только при обильной смазке, уменьшающей трение. При расчетах геометрических параметров нужно учитывать нюансы конструкционного плана. При работе соприкасаются боковые стороны — это основная точка поверхности, которая передает импульс. Поэтому угол подбирается с учетом смещения, чтобы зубчатое колесо и червячный вал не заблокировались при некорректной работе.
Реечные зубчатые передачи
Они являются цилиндрическими зубчатыми колесами, соединенной с прямой зубчатой рейкой, при этом один из ее элементов стабильно фиксируется в нужном положении, а другой движется влево и вправо, подобно червячной передаче. Типичным применением зубчатой рейки и зубчатого колеса является рулевое колесо, на котором фиксируется положение цилиндрической зубчатой шестеренки, а рейка перемещается в одну из сторон, после чего стяжные стержни и рулевой рычаг поворачиваются для поворота колес. Поскольку скорость вращения зубчатой рейки и зубчатого колеса очень низкая, зубы не нужно наклонять или закручивать, и они не издают никаких звуков или вибраций.
Зубчато-ременная передача является гибридной моделью, где в паре с зубчатым колесом работает ремень. Тип такой передачи обладает некоторыми преимуществами, такими как: низкий шум работы, отсутствием проскальзывания ремня, стабильность в работе на больших оборотах.
Планетарные передачи
В таком механизме ось колеса подвижна и может перемещаться.
То есть, шестерни не крутятся одновременно, а более мелкое бежит по крупному. При этом ось также должна двигаться по траектории круга, постоянно изменяя свое положение. Планетарная передача отличается небольшим весом и размерами. Но стоит отметить, что даже с небольшими габаритами планетарные шестерни дают высокое передаточное число, а так же обладают низким уровнем шума при работе.
В наше время уже есть много вариаций планетарных передач которые отличаются типом и разным расположением зубчатых колес. Зубчатые косела такого типа находят свое применение в машиностроении, в самолетной технике и различном станочном, металлорежущем оборудовании.
Форма зуба и характеристики
Главным фактором колеса в зубчатой передаче являются зацепы или зубья. Зубья подразделяются на:
- прямыми без отклонений по оси: такие колеса используется повсеместно.
- косыми: намного улучшают уровень сцепления, но ухудшают КПД и эксплуатационные сроки;
- шевронные позволяют снизить нагрузки на подшипник. Так как оси не давят на элемент, это выгодно при продолжительной работе;
Так как оси не давят на элемент, это выгодно при продолжительной работе;внутренние — работают практически бесшумно и отлично функционируют на изгиб.
Материалы
В машиностроении зубчатые передачи, в том числе, выполняют и силовые функции: нагрузки на зубья могут исчисляться тоннами. Обычно изготовление зубчатых колес предусматривает использование стали. Более мягкая сталь может использоваться для изготовления подшипников и валов. Для изготовления колес берут максимально жесткую сталь, так как они подвергаются максимальной нагрузке. Обычно материалы зубчатых колес — это не просто легированная или углеродная сталь, но и особые методы обработки — азотирование, закалка поверхностного уровня, цементирование.
В середине зацепы делаются более мягкими, чем на поверхности. Если зубья будут одинаково твердыми по всему объему, то они при постоянных нагрузках начнут ломаться и станут хрупкими. Этого допускать нельзя.
Поэтому каждая деталь после изготовления проходит дополнительно термическую закалку.
В большинстве случаев термообработки хватает для повышения надежности деталей, но при изготовлении деталей для эксплуатации в высокоточных приборах требуется дополнительная обработка зубчатых колес — шлифовка.
Достоинства и недостатки
Появление зубчатых передач — это эволюционный шаг в производстве передач, поэтому оспаривать их достоинства нет смысла. Все преимущества таких механизмов бросаются в глаза:
- длительный срок эксплуатации объясняется простотой механизма, отсутствием ломких деталей, прочностью металла, применяющегося при изготовлении деталей и наличием закаленной части, которая соприкасается с зубьями шестерни-партнера;
- простая регулировка скорости, зависящая от установки, настройки и пр.;
- высокий уровень КПД;
- компактность — это важнейший плюс, так как малый размер узла позволяет сэкономить место, а в итоге — сделать более компактным сам конечный механизм.
Есть конечно и определенные недостатки:
- во время работы не получится изменить темп;
- не получится сделать механизм в условиях гаража кустарным методом, как, например, муфту;
- наличие шума: чем выше скорость, тем громче звук работающего механизма. Зацепление зубьев не может быть бесшумным.
Зацепление зубьев не может быть бесшумным. Области применения
Морское оборудование. Используется на различных судах, таких как быстроходные паромные суда, роскошные яхты, фрегаты и катера. Эти устройства обычно более мощные и удовлетворяют самым современным требованиям. Материалы зубчатых колес стойкие к коррозии и усталости. Как правило, используются планетарные редукторы, червячные передачи и планетарные редукторы.
Конвейерные системы. Зубчатые передачи также используются в конвейерных системах для оптимизации работы механических систем. С помощью зубчатых передач товары транспортируются из одного места в другое.
Зубчатые передачи для электростанций. Электростанция использует высококачественные и высокоточные зубчатые передачи для использования в энергетическом оборудовании и машинах. Они используются для работы на высоких скоростях. Обычно используются зубчатые колеса с параллельным и планетарным приводом.
Редукторы ветряных турбин. Ветряная турбина использует зубчатые передачи, чтобы заставить вращаться низкоскоростные лопасти быстрее. Типы используемых зубчатых передач: планетарные редукторы, цилиндрические шестерни и червячные передачи.
Автомобильные редукторы. Автомобильная промышленность нуждается в автомобильных редукторах для обеспечения высокого крутящего момента и плавного и бесшумного преобразования механической энергии. В качестве автомобильных передач используются механические коробки передач, полуавтоматические коробки передач или коробки автоматы.
Сельскохозяйственные зубчатые передачи. Сельскохозяйственные редукторы широко используются в агропромышленном комплексе. Сельскохозяйственные редукторы используются в таких процессах, как обработка почвы, посев, вспашка, ирригация, борьба с вредителями и насекомыми и т.д. Сельскохозяйственный автомобиль, трактор также использует все эти шестерни в своих механизмах.
Применяют такие виды зубчатых колес: спиральные, цилиндрические, червячные и звездообразные.
Горнопромышленные редукторы. Многие типы зубчатых передач нашли место в горнодобывающей промышленности для обеспечения эффективной работы машин при передаче энергии, как на наземных, так и на подземных работах. Типы зубчатых передач: прямоугольная зубчатая передача, параллельная зубчатая передача и червячный привод.
Зубчатые колеса с муфтами. Многие из этих шестерней используются в качестве приводов мельниц на цементных заводах, сахарных заводах, провисающих мельницах, трубопрокатных станах, угольных мельницах, золоторудных заводах, песчаных заводах и многих других. Это цилиндрические зубчатые колеса, торцевые зубчатые колеса, спиральнозубые конические шестерни.
В огромном количестве промышленных сфер используются зубчатые передачи: от высокоточных измерительных и даже лабораторных приборов до буровых установок. Они нашли применение в ДВС, а значит присутствуют в любом виде транспорте, а также в станках, конвейерах и пр.
С компанией МеталлСервис вы обязательно сможете подобрать правильную деталь для своего производства. Мы выполняем нарезание зубчатых колес на заказ для разных промышленных механизмов в соответствии с техзаданием заказчика. Если вам необходима любая деталь из металла, звоните нам прямо сейчас. Мы выполним металлообработку по техзаданию или чертежу на заказ из любой марки стали включая нержавеющую.
Наша компания работает на своих станочных мощностях, что позволяет выполнять работы не только быстрее посредников, но и с более выгодной ценой за токарные услуги.
Работаем с любыми видами стали:
- Черные виды сталей;
- Цветные стали;
- Нержавеющие стали;
- Чугун.
Мы оказываем полный спектр услуг по производству зубчатых передач и всех видов металлообработки на современном, точном оборудовании с помощью качественного режущего инструмента, что позволяет нашим специалистам получать максимальной точности детали с чертежом заказчика.
Наши специалисты отдела металлообработки готовы принять заказы, обсудить с заказчиком все нюансы и пожелания, рассчитать заявку по срокам и стоимости изготовления в течение одного рабочего дня. Зубчатые передачи можно заказать на сайте https://metall-servise.ru/
Отправляйте заявку для расчета
Введите ваше имя*
E-mail*
Телефон для связи*
Комментарий к заявке
Прикрепите чертеж, эскиз или фото детали*
*-обязательные поля
— Я не робот
Другие статьи:
Запись опубликована в рубрике Детали из металла. Добавьте в закладки постоянную ссылку.
Типы зубчатых колес и их применение
Зубчатые колеса представляют собой механизмы для передачи движения от одного вала к другому. Различные типы зубчатых колес имеют различное применение. Например, прямозубые зубчатые колеса предназначены для передачи движения между параллельными валами, тогда как реечные зубчатые колеса преобразуют вращательное движение в линейное движение.
В этой статье рассматриваются различные типы зубчатых колес и их применение. Мы предлагаем вам прочитать эту статью о терминологии передач и расчетах передаточного числа.
Table of Contents
- Types of Gears
- Spur Gear
- Helical Gears
- Herringbone and Double Helical Gear
- Rack and Pinion
- Bevel Gear
- Worm and Worm Wheel
- Spiral Gear
- Hypoid Gear
- Внутренние зубчатые колеса
Типы зубчатых колес
Мы можем классифицировать зубчатые колеса на следующие типы в зависимости от типа движения, которое шестерня передает с одного вала на другой.
- Цилиндрическое зубчатое колесо
- Косозубые зубчатые колеса
- Шестерни типа «елочка» и двойные косозубые зубчатые колеса.
- Рейка и шестерня
- Коническая шестерня
- Червяк и червячное колесо.
- Спиральная шестерня
- Гипоидная шестерня
- Внутреннее зубчатое колесо
Цилиндрическое зубчатое колесо
Цилиндрическое зубчатое колесоЦилиндрическое зубчатое колесо .
Они используются для передачи мощности между параллельными валами.Применение цилиндрических зубчатых колес
Цилиндрическое зубчатое колесо в основном используется для снижения скорости и увеличения крутящего момента на низких скоростях. Но в некоторых потребительских товарах они также используются в высокоскоростных приложениях. Вот применение цилиндрических зубчатых колес в различных продуктах.
- Миксер и блендер
- Стиральные машины
- Автомобили
- Велосипед
- Машины
- Механические часы и т. д.
Преимущества цилиндрических зубчатых колес
- Простота конструкции.
- Простота изготовления.
- Низкая стоимость и высокая эффективность.
- Могут быть достигнуты различные передаточные числа.
Недостатки цилиндрических шестерен
- Шумность.
Косозубые шестерни
Косозубая шестерняКосозубые шестерни имеют зубья, наклоненные к оси шестерни.
При одинаковой ширине косозубые шестерни имеют более длинные зубья по сравнению с прямозубыми. Поэтому они могут передавать большую мощность между параллельными валами по сравнению с цилиндрическими зубчатыми колесами.Применение косозубой шестерни
Косозубая шестерня используется для передачи тяжелых грузов с очень высокой скоростью между параллельными валами. Вот Применение косозубых шестерен в различных продуктах.
- Автомобильные коробки передач.
- Полиграфическое и другое оборудование
- Конвейеры и элеваторы
- Заводская автоматизация и т. д.
Преимущества косозубых зубчатых колес
- Более высокая грузоподъемность и коэффициент контакта по сравнению с цилиндрическими зубчатыми колесами.
- Мягче и тише, чем прямозубые шестерни.
- Хорошая точность.
Недостатки косозубых зубчатых колес
- Более низкий КПД по сравнению с цилиндрическими зубчатыми колесами.
- Угол подъема также увеличивает осевое усилие на валу.
Шестерня «елочка» и двойная косозубая шестерня
Двойная косозубая шестерня имеет противоположные косозубые зубья с канавкой между ними. Принимая во внимание, что шестерня «елочка» не имеет канавки. Оба типа передач используются для передачи мощности между параллельными валами.
По сравнению с косозубыми зубчатыми колесами зубчатые колеса типа «елочка» и двойные косозубые колеса имеют то преимущество, что уравновешивают осевое усилие в обоих направлениях. Поэтому они используются для высоких требований к грузоподъемности, таких как дифференциалы и тяжелое оборудование.
Двойная косозубая шестерня Шестерня-елочкаПреимущества шестерни-елочки
- Снижение осевой силы
- Более плавная передача и зацепление
- Снижение шума
- Способность к самоцентрированию
- Высокая грузоподъемность
Недостатки зубчатого колеса «елочка»
- Сложность изготовления
- Высокая стоимость.
Рейка и шестерня
Рейка и шестерняРейка представляет собой цилиндрическую шестерню в форме стержня с бесконечным радиусом, тогда как шестерня представляет собой цилиндрическую шестерню. Они используются для преобразования вращательного движения в поступательное движение.
Так как зубчатая рейка бесконечной длины невозможна в реальном мире. Поэтому реечные передачи не используются для передачи непрерывного движения. Они используются для передачи транснационального движения.
Применение реечной передачи
- Преобразование вращения рулевого колеса автомобиля в боковое движение колес.
- Подъемные механизмы
- Формовочная машина.
Коническая шестерня
Коническая шестерня имеет коническую поверхность, и ее зубья нарезаны вдоль этой конусной поверхности. Эти типы зубчатых колес используются для передачи движения в перпендикулярном направлении с более высокими передаточными числами.
Ниже приведены области применения конических зубчатых колес в различных продуктах.
- Станки: токарный и фрезерный станки.
- Садовое оборудование.
- Оборудование для позиционирования
- Автомобильные дифференциалы, угловые передачи и т. д.
В зависимости от конструкции конические зубчатые колеса можно разделить на три типа.
1) Прямая коническая шестерня
Прямая коническая шестерня используется для передачи мощности между перпендикулярными валами.
Преимущества прямых конических зубчатых колес
- Работа при высоких скоростях и высоких нагрузках.
- Хорошая точность.
Недостатки прямозубых конических зубчатых колес
- Сложность изготовления
2) Спирально-коническое зубчатое колесо
Спирально-коническое зубчатое колесо передает мощность между перпендикулярными валами. Их применение аналогично прямым коническим зубчатым колесам.
Преимущества конических зубчатых колес
- Более высокая грузоподъемность по сравнению с коническим зубчатым колесом.
- Плавная работа.
Недостатки спирально-конических зубчатых колес
- Более низкий КПД по сравнению с прямыми коническими зубчатыми колесами.
Червяк и червячное колесо
Червячное и червячное колесоЧервяк и червячное колесо имеет скользящий контакт червяка (похожего на винт) и червячной передачи (винтовой передачи). Они используются в прямоугольных косых валах. Для уменьшения трения червяк изготавливается из твердого материала, а червячное колесо изготавливается из мягкого материала.
Применение червячного и червячного колеса
Червячное и червячное колесо применяется в устройствах как бытового, так и тяжелого машиностроения. Некоторые из его приложений включают:
- Лифты и подъемники
- Настройка инструментов, таких как гитара.
- Внедорожники.
Преимущества червячное и червячное колесо
- Включение передач происходит без ударов.
- Компактные приводы
- Более тихая работа
- Высокие передаточные числа (от 8 до 400)
Недостатки червячных и червячных колес
- Значительное количество тепла выделяется из-за трения.
- Низкий КПД от 40 % до 90 %
- Шестерни с более высоким передаточным отношением являются нереверсивными.
- Смазка необходима для отвода тепла и повышения эффективности.
Спиральная шестерня
Спиральная передачаСпиральная шестерня также известны как косозубые шестерни с большим углом наклона. Они используются для передачи мощности между двумя непересекающимися непараллельными валами при относительно небольшой нагрузке и небольшой скорости. Некоторые применения спиральных передач включают инструменты, швейные машины и т.
Недостатки спиральной передачи
- Плохой точно спирально-коническое зубчатое колесо, ось которого не пересекается с осью зубчатого зацепления. Гипоидная передача имеет форму вращающегося гиперболоида. Другими словами, делительная поверхность гипоидной передачи представляет собой гиперболическую поверхность. Гипоидная передача
Гипоидная передача обычно используется в трансмиссиях автомобилей с задним приводом. Но сейчас гипоидные передачи заменены спиральными. Но эти шестерни все еще распространены в больших транспортных средствах, потому что они могут передавать большой крутящий момент.
Внутренние шестерни
Внутренние зубчатые колесаВнутренние шестерни передает мощность между параллельными валами. При этом большая шестерня имеет зубья на внутренней периферии, и ведущая и ведомая шестерни движутся в одном направлении. Внутренние шестерни имеют приложения, включающие планетарные зубчатые передачи (планетарные, солнечные и звездообразные) и зубчатые муфты.
Преимущества внутренних зубчатых колес
- Очень компактный размер
Недостатки внутренних зубчатых колес
- Не рекомендуется для прецизионных сеток, а также из-за ограничений конструкции, изготовления, ограничений.
Таким образом, различные типы зубчатых колес используются для передачи движения от одного вала к другому. У каждого типа зубчатых колес есть свои преимущества, ограничения и области применения. Например, цилиндрические зубчатые колеса используются для передачи движения между параллельными валами. Принимая во внимание, что механизм реечной передачи используется для преобразования вращательного движения в линейное движение. Нажмите на эту ссылку!! узнать подробнее о редукторных приводах.
Мы будем постоянно обновлять информацию о различных типах передач. Пожалуйста, добавьте свои комментарии, вопросы или предложения по различным типам передач , их преимуществам, ограничениям и применению .
Типы зубчатых колес и их применение
Чтобы ответить на вопрос, что такое зубчатое колесо? Можно ли сказать, что зубчатое колесо — это элемент машины, у которого зубья нарезаны вокруг цилиндрической или конусообразной поверхности с одинаковым шагом? Они используются для передачи вращения и усилий от ведущего вала к ведомому валу, когда пара этих элементов находится в зацеплении. Есть разные виды снастей. У них другая основа классификации. История зубчатых колес стара, и, как упоминает Архимед, они использовались в Древней Греции в до н.э.
Классификация зубчатых колес и их применение
Все типы зубчатых колес приведены в таблице классификации ниже.
( Изображение будет загружено в ближайшее время )
Зубчатые колеса можно разделить на зубчатые колеса с параллельными валами, зубчатые колеса с пересекающимися валами и непересекающиеся непараллельные валовые зубчатые колеса в зависимости от положения их осей.
Некоторые важные шестерни подробно описаны ниже.
Внутренняя шестерня
Screw gear
Worm gear
Bevel gear
Spiral bevel gear
Spur gear
Mitre gear
Gear rack
Helical gear
Ниже приводится краткое описание каждого типа зубчатого колеса:
Внутреннее зубчатое колесо
Эти зубчатые колеса имеют зубья, прорезанные на внутренней части конусов и цилиндров, и используются для сопряжения с внешними зубчатыми колесами.
Они используются в муфтах валов, которые имеют зубчатые передачи и планетарные зубчатые передачи. Из-за проблем с обрезкой и помех, таких как трохоид и эвольвента, у этой передачи есть один недостаток, заключающийся в неравном количестве внутренних и внешних передач.Винтовые передачи
Винтовые передачи или иногда называемые скрещенными косозубыми передачами представляют собой косозубые передачи, используемые для передачи движения между непересекающимися валами. В параллельных валах используемые косозубые шестерни имеют одинаковый угол наклона винтовой линии, но в противоположных направлениях. Он состоит из таких же ручных косозубых передач под углом 45 градусов на непересекающихся и непараллельных валах. Используется для передачи небольшой мощности.
Червячная передача
Состоит из двух элементов: винтообразного выреза на валу, называемого червяком, и второго, представляющего собой сопряженную шестерню, называемую червячным колесом.
Эти два вместе на непересекающемся валу образуют червячную передачу. материал используется для червячных и мягкий для червячных колес, так как необходимо уменьшить трение из-за скользящего контакта поверхностей. Они могут иметь цилиндрическую форму, а также форму песочных часов, что увеличивает коэффициент контакта, но снижает производительность.Угловая шестерня
Это основные конические шестерни с передаточным отношением 1. Направление передачи мощности ими изменяется без изменения скорости. Они могут быть как прямыми, так и спиральными. Со спиральной угловой передачей также используется упорный подшипник, так как он создает осевое усилие в осевом направлении. Угловые шестерни с углами вала, отличными от 90°, называются угловыми косыми шестернями.
Коническое зубчатое колесо
Они имеют форму конуса на их делительной поверхности, и зубья нарезаны вдоль конуса.
Они передают усилие между двумя валами, пересекающимися в одной точке. Различные виды конических зубчатых колес представляют собой косозубые конические зубчатые колеса, спирально-конические зубчатые колеса, прямые конические зубчатые колеса, угловые зубчатые колеса, угловые конические зубчатые колеса, нулевые зубчатые колеса, гипоидные зубчатые колеса и конические зубчатые колеса коронок.Спирально-коническое зубчатое колесо
Конические зубчатые колеса с изогнутыми линиями зубьев называются спирально-коническими зубчатыми колесами. Они превосходят прямые конические шестерни по эффективности, прочности, вибрации и шуму из-за более высокого коэффициента контакта, но их сложно изготовить. Поскольку зубья изогнуты, создается осевое усилие. Эти шестерни с нулевыми углами закручивания называются коническими шестернями с нулевым углом наклона.
Цилиндрическая шестерня
Цилиндрическая шестерня входит в группу шестерен с параллельными валами.
Это цилиндрические шестерни, линии зубьев которых прямые и параллельны валу. Цилиндрические зубчатые колеса представляют собой зубчатые колеса с цилиндрическими делительными поверхностями. В парных зацеплениях большая из них называется шестерней, а меньшая — шестерней. Они достигают высокой точности и относительно просты в изготовлении.Зубчатая рейка
Зубчатая рейка состоит из зубьев одинакового размера и формы, нарезанных на равных расстояниях вдоль плоской поверхности или прямого стержня. Это цилиндрическая шестерня, имеющая радиус бесконечности шага. Он преобразует вращательное движение в поступательное за счет зацепления с цилиндрической шестерней. Прямые зубчатые рейки и спиральные зубчатые рейки — это более широкая классификация.
Косозубая шестерня
Эти шестерни могут передавать высокие нагрузки.
Они очень тихие и представляют собой цилиндрическую шестерню с извилистыми линиями зубьев. Два его подразделения — левосторонний поворот и правосторонний поворот.(Изображение будет загружено в ближайшее время)
Различные типы и области применения зубчатых колес
Поскольку зубчатые колеса являются неотъемлемой частью многих устройств, инструментов и транспортных средств, они имеют широкий спектр применения. Везде используются различные типы передач в соответствии с требованиями. Таким образом, применение зубчатых колес приведено ниже в соответствии с типами зубчатых колес.