Одним из главных компонентов зубчатой передачи является колесо. Этот элемент работает совместно с другими шестернями. Сцепление может выполняться также с соответствующей рейкой. Зубчатое колесо используется для преобразования и передачи механических усилий. Они распределяются между силовыми агрегатами, используются для работы механизмов, исполнительных конструкций машин и оборудования. Такие передачи имеют некоторые особенности, о которых пойдет речь далее.
Преимущества
Перед другими типами передач использование зубчатых колес имеет следующие преимущества:
- При небольших размерах выдерживаются большие нагрузки.
- Передаточное число постоянное, имеет высокое значение.
- Значительный рабочий ресурс.
- Можно использовать в широком диапазоне мощностей и скоростей.
Благодаря представленным особенностям зубчатые колеса востребованы, используются в разных механизмах.
Разновидности деталей
Существует несколько видов зубчатых колес. Выбор зависит от особенностей эксплуатации, типа привода и ряда других параметров. Существуют следующие разновидности:
- Цилиндрические прямозубые.
- Конические.
- Червячные.
Каждый тип отличается рядом особенностей, которые учитываются при выборе.
Цилиндрические прямозубые
Представленные конструкции имеют внутреннее и наружное зацепление. Они используются для передачи вращательного усилия между валами, оси которых расположены параллельно. Цилиндрические прямозубые модели распространены благодаря простому обслуживанию, небольшому размеру и надежности. Изготавливать подобные передачи достаточно просто и недорого. Поэтому такие конструкции широко используются в машиностроении и ряде других областях производства:
- станкостроение;
- производство легковых, коммерческих, грузовых автомобилей;
- изготовление редукторов;
- тяжелое оборудование и пр.
Конструкции прямозубого конического типа имеют максимально высокую кинематическую точность. Поэтому особенно ценны данные устройства для изготовления точного измерительного оборудования.
Конические
Подобные передачи могут иметь тангенциальную и прямую форму зуба. Это колеса, которые используются для передач с пересекающимися под прямым углом осями. Конические модели используются для производства станков специального назначения. Это оборудование, требующее высокой точности при изготовлении. Применение конических устройств позволяет создавать станки со сложной конструкцией опор для валов.
Представленные приводы используются в конструкции зубонарезных, фрезерных станков, в дифференциальных устройствах, конических редукторах. Конические колеса подходят для компоновки редуктора с приводом с пересекающимися осями.
Червячные
Используются в передачах с осями, которые перекрещиваются под углом 90⁰. Изготавливать подобные колеса сложнее. Кроме того, такие конструкции быстрее изнашиваются.
Преимущества червячных изделий:
- создают минимум шума при работе;
- плавный ход;
- может предусматриваться эффект «самоторможения» (если передаточное число больше 1:35);
- невозможно провернуть выходной вал, если двигатель не работает (обеспечивается безопасность);
- можно сэкономить на тормозном устройстве.
Червячное колесо и червяк имеют особенное механическое зацепление. Это качество особенно важно для промышленных электрокаров, металлообрабатывающих станков, бетономешалок, воротных приводов и т.д.
Представленная конструкция используется там, для которых важна сохранность грузов при перегрузке, например, в наклонных транспортерах, подъемниках.
На что обратить внимание при выборе?
Зубчатые колеса нужно правильно выбирать. В противном случае привод не будет выполнять возложенные на него функции. Использование механизмов будет небезопасным или их рабочий ресурс заметно сократится.
Для упрощения процесса выбора зубчатой передачи производители предусматривают специальные таблицы и фильтры. Нужно знать характеристики оборудования и типа привода, который используется в механизме. Для цилиндрических передач учитываются следующие параметры:
- количество зубьев;
- передаточное число;
- есть ли ступица.
Это основные факторы, которые влияют на выбор в этом случае. Если колесо коническое, нужно покупать сразу пару для передачи крутящего момента. Дело в том, что подобные механизмы требовательны к точности установки. При изготовлении четко придерживаются установленных параметров. Невозможно выполнить установленные требования, если зубчатая передача состоит из компонентов, изготовленных на разных предприятиях. Пара должна быть спроектирована одновременно.
При выборе важно знать следующее:
- передаточное число;
- модуль;
- количество зубьев обеих шестерен.
Чтобы определить геометрические параметры зубчатого колеса, используется понятие «модуль». Это величина, которая описывает длину дуги одного зуба колеса, выраженная в миллиметрах. Чтобы определить соответствующее значение, используется метод делительной окружности.
Модуль должен совпадать с одним из общепринятых среди производителей значений. Существуют российские и зарубежные стандарты, регламентирующие подобные величины.
Модуль задается при проектировании новой зубчатой передачи. После этого определяются все другие характеристики. Чтобы правильно определить модуль передачи, проектировщики учитывают требуемую прочность детали, общую мощность привода.
На основе модуля рассчитываются соответствующие параметры, в том числе количество и толщина зубьев, окружной шаг, диаметр и ширина впадин, вершин и т.д.
При выборе важно обращать внимание на производителя. Надежные и долговечные конструкции изготавливают известные компании, которые контролируют качество на всех этапах производства.