8-900-374-94-44
Зубчатое колесо или Шестерня – это важнейшая деталь, которая применяется в механизмах зубчатой передачи и выполняет основную функцию — передает вращательное движения между валами, при помощи зацепление с зубьями соседней шестерни. Выглядит шестерня как диск с конической или цилиндрической поверхностью на которой на равном расстоянии расположены зубья. В зубчатой передаче шестерней называют малое зубчатое колесо с небольшим количеством зубьев, а большое — зубчатым колесом. В случае применения пары шестерен с одинаковым количеством зубьев, ведущую называют шестерней, а ведомую – зубчатым колесом. Но чаще всего все зубчатые колеса и малые и большие называют шестернями (шестеренками).
Заурядно используют шестерни парами с различным количеством зубьев, этот механизм зубчатой передачи позволяет преобразовать число оборотов валов и вращающий момент. Передаточное число — это отношение чисел оборотов валов в минуту, определяется отношением диаметров шестерен или отношением чисел из зубьев. К стати, число зубьев на колесах влияет на плавность хода передачи, чем их число больше, тем плавнее ход передачи. Ведущей шестерней называется та, вращение которой передается извне, а ведомой называют шестерню, с которой снимается вращающий момент. Если диаметр ведущей шестерни больше, то вращающий момент ведомой шестерни уменьшается за счёт пропорционального увеличения скорости вращения, и наоборот.
Изобретатель шестерни не известен, в истории шестерни упоминаются Ктезибием он использовал древнее зубчатое колесо в своих водяных часах во II веке до нашей эры, а так же упоминает в своем сочинении о применение шестерен Архимедом в III веке до н.э. Есть данные о использовании шестерен Римлянами в начале новой эры. В работах Леонардо да Винчи, в чертежах некоторых механизмов присутствуют шестерни с формой зуба близкой к современной.
Шестерни применяются в различных, сложных и простых механизмах в машиностроении, судостроении, в пищевой и горнодобывающей промышленности, а так же: в буровых установках, железно дорожных вагонах, в подъемных кранах, в автомобильных дифференциалах, коробке передач, танках, лебедках, шестеренных гидромашинах – насосах, часах и в прочих механизмах.
Зубча́тое колесо (обыв. шестерня́) — основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями на цилиндрической или конической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса. В машиностроении принято малое ведущее зубчатое колесо независимо от числа зубьев называть шестернёй, а большое ведомое — колесом. Однако часто все зубчатые колёса называют шестерня́ми.
Зубчатые колёса обычно используются па́рами с разным числом зубьев с целью преобразования вращающего момента и числа оборотов вала на выходе. Колесо, к которому вращающий момент подводится извне, называется ведущим, а колесо, с которого момент снимается — ведомым. Если диаметр ведущего колеса меньше, то вращающий момент ведомого колеса увеличивается за счёт пропорционального уменьшения скорости вращения, и наоборот.
Следует заметить, что зубчатая передача не является усилителем механической мощности, так как общее количество механической энергии на её выходе не может превышать количество энергии на входе. Это связано с тем, что механическая работа в данном случае будет пропорциональна произведению вращающего момента на скорость вращения. В соответствии с передаточным отношением, увеличение крутящего момента будет вызывать пропорциональное уменьшение угловой скорости вращения ведомой шестерни, а их произведение останется неизменным. Данное соотношение справедливо для идеального случая, не учитывающего потери на трение и другие эффекты, характерные для реальных устройств.
Движение точки соприкосновения зубьев с эвольвентным профилем
Боковая форма профиля зубьев колёс для обеспечения плавности качения может быть: эвольвентной, неэльвовентной передача Новикова (с одной и двумя линиями зацепления), циклоидальной. Кроме того, в храповых механизмах применяются зубчатые колёса с несимметричным профилем зуба.
Работа цилиндрической зубчатой передачи
Прямозубые колёса — самый распространённый вид зубчатых колёс. Зубья являются продолжением радиусов, а линия контакта зубьев обеих шестерён параллельна оси вращения. При этом оси обеих шестерён также должны располагаться строго параллельно.
Косозубые колёса являются усовершенствованным вариантом прямозубых. Их зубья располагаются под углом к оси вращения, а по форме образуют часть спирали. Зацепление таких колёс происходит плавнее, чем у прямозубых, и с меньшим шумом.
Недостатками косозубых колёс можно считать следующие факторы:
В целом, косозубые колёса применяются в механизмах, требующих передачи большого крутящего момента на высокой скорости, либо имеющих жёсткие ограничения по шумности.
Передачи на основе колёс с круговыми зубьями имеют ещё более высокие ходовые качества, чем косозубые — высокую плавность и бесшумность работы. Однако они ограничены в применении сниженными, при тех же условиях, КПД и ресурсом работы, такие колёса заметно сложнее в производстве. Линия зубьев у них представляет собой окружность радиуса, подбираемого под определённые требования.
Двойные косозубые колёса решают проблему осевого момента. Зубья таких колёс изготавливаются в виде буквы «V» (либо они получаются стыковкой двух косозубых колёс со встречным расположением зубьев). Осевые моменты обеих половин такого колеса взаимно компенсируются, поэтому отпадает необходимость в установке осей и валов в специальные подшипники. Передачи, основанные на таких зубчатых колёсах, обычно называют «шевронными».
Конические колёса в приводе затвора плотины
Кроме наиболее распространёных циллиндрических З. к. применяются колёса конической формы. Конические колёса применяются там, где необходимо передать крутящий момент под определённым углом. Такие конические колёса с круговым зубом, например, применяются в автомобильных дифференциалах, используемых для передачи момента от двигателя к колёсам.
Секторная передача с внутренним зацеплением
Секторное колесо представляет собой часть обычного колеса любого типа. Такие колёса применяются в тех случаях, когда не требуется вращение механизма на 360°, и поэтому можно сэкономить на его габаритах.
При жёстких ограничениях на габариты, в планетарных механизмах, в шестерённых насосах с внутренним зацеплением, в приводе башни танка, удобно применение колёс с зубчатым венцом, нарезанным с внутренней стороны. Также сто́ит заметить, что вращение ведущего и ведомого колеса направленно в одну сторону. В такой передаче меньше потери на трение, т.е. выше КПД.
Реечная передача (кремальера) применяется в тех случаях, когда необходимо преобразовать вращательное движение в поступательное и обратно. Состоит из обычной прямозубой шестерни и зубчатой планки (рейки). Работа такого механизма показана на рисунке.
Коронная шестерня
Коронное колесо — особый вид колёс, зубья которых располагаются на боковой поверхности. Такое колесо обычно стыкуется с обычным прямозубым, либо с барабаном из стержней (цевочное колесо), как в башенных часах.
Нарезание зубчатого колеса на зубофрезерном станке с помощью червячной фрезы (метод обкатки)
Основные методы изготовления зубчатых колёс: метод копирования, когда режущие кромки инструмента соответствуют форме впадины зубчатого колеса и после нарезания одной впадины заготовка поворачивается на один зуб при помощи делительного устройства, метод обкатки, (обрабатывающий инструмент воспроизводит движение пары зубчатых колёс), горячее и холодное накатывание.
Технологиями изготовления зубчатых колёс занимаются специальные направления технологии машиностроения и области станкостроения. Основные производители металлорежущих станков зубообрабатывающей группы в России — заводы «Комсомолец» (г. Егорьевск) и Коломенский тяжёлого станкостроения (г. Коломна).
Wikimedia Foundation. 2010.
шестерня — и; мн. род. рён, дат. рням; ж. Зубчатое колесо, передающее вращательное движение. Чугунная, деревянная ш. Сломалась ш. ◁ Шестерённый, ая, ое. * * * шестерня меньшее колесо сопряжённой пары зубчатых колёс. * * * ШЕСТЕРНЯ ШЕСТЕРНЯ, меньшее колесо… … Энциклопедический словарь
шестерня — ШЕСТЕРНЯ, и, род. мн. ей, жен. (устар.). То же, что шестерик (во 2 знач.). II. ШЕСТЕРНЯ, и, род. мн. рён, жен. Малое колесо в зубчатой передаче. | прил. шестерённый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
шестерня — шестерня. В знач. «упряжка в шесть лошадей» род. шестерни; мн. шестерни, род. шестерней. Запрячь шестерню. В знач. «зубчатое колесо, передающее движение» шестерня (неправильно шестерня), род. шестерни; мн. шестерни, род. шестерён (неправильно… … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке
ШЕСТЕРНЯ — ШЕСТЕРНЯ, шестерни, род. мн. шестерён и шестерней, жен. 1. То же, что шестерик во 2 знач. (обл.). «А прежде что тут мчалося колясок, бричек троечных, дормезов шестерней.» Некрасов. 2. Зубчатое колесо, передающее движение (тех.). Толковый словарь… … Толковый словарь Ушакова
ШЕСТЕРНЯ 1 — ШЕСТЕРНЯ 1, и, род. мн. ей, ж. (устар.). То же, что шестерик (во 2 знач.). Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
ШЕСТЕРНЯ 2 — ШЕСТЕРНЯ 2, и, род. мн. рён, ж. Малое колесо в зубчатой передаче. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
шестерня — 1 іменник жіночого роду запряг із шести коней шестерня 2 іменник жіночого роду шестірня розм … Орфографічний словник української мови
ШЕСТЕРНЯ — меньшее колесо сопряженной пары зубчатых колес … Большой Энциклопедический словарь
Шестерня — I ж. разг. Упряжка в шесть лошадей; шестерик III. II ж. Зубчатое колесо, передающее движение. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
Шестерня — I ж. разг. Упряжка в шесть лошадей; шестерик III. II ж. Зубчатое колесо, передающее движение. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
Профиль боковых сторон зубьев зубчатых колес с эвольвентным зацеплением представляет собой две симметрично расположенные эвольвенты.
Эвольвента — это плоская кривая с переменным радиусом кривизны, образованная некоторой точкой на прямой, обкатывающейся без скольжения по окружности, диаметром (радиусом) db(rb) называемой основной окружностью.
Основные параметры эвольвентного зацепления. На рис. 1.1 показано зацепление двух зубчатых колес с эвольвентным профилем. Рассмотрим основные параметры зацепления, их определения и стандартные обозначения.
В отличие от принятого ранее, обозначение всех параметров производится строчными, а не заглавными буквами с индексами, указывающими их принадлежность колесу, инструменту, типу окружности и виду сечения.
Стандартом предусмотрены три группы индексов:
Порядок использования индексов определяется номером группы, т.е. вначале предпочтение отдается индексам первой группы, затем второй и т.д.
Некоторые индексы разрешается опускать в случаях, исключающих возникновение недоразумений или не имеющих применения по определению. Например, у прямозубых цилиндрических колес не используются индексы первой группы. В ряде случаев некоторые индексы с целью сокращения записи также опускаются.
Некоторые индексы разрешается опускать в случаях, исключающих возникновение недоразумений или не имеющих применения по определению. Например, у прямозубых цилиндрических колес не используются индексы первой группы. В ряде случаев некоторые индексы с целью сокращения записи также опускаются.
Рассмотрим зацепление двух прямозубых цилиндрических (рис. 1.1) колес: с меньшим числом зубьев (z1), называемого шестерней, и с большим числом зубьев (z2), называемого колесом; соответственно с центрами колес в точках О1 и О2. В процессе обката шестерни с колесом происходит качение без скольжения двух центроид — окружностей, соприкасающихся в полюсе зацепления — Р. Эти окружности называются начальными, а их диаметры (радиусы) обозначаются с индексом w: dwl (rwl), dw2 (rw2). Для некорригированных колес эти окружности совпадают с делительными окружностями, обозначение диаметров (радиусов) которых дается без индексов первой и второй групп, т.е. для шестерни — d1(r1), для колеса — d2(r2).
Рис. 1.1. Эвольвентное зацепление зубчатых колес
Делительная окружность — окружность, на которой шаг между зубьями и угол профиля равны им же на делительной прямой зубчатой рейки, сцепленной с колесом. При этом шаг (Р = π · m) — расстояние между двумя соседними одноименными сторонами профиля. Отсюда диаметр делительной окружности колеса d = P · Z / π = m · Z
Модуль зуба (m = P / π) — величина условная, имеющая размерность в миллиметрах (мм) и используемая как масштаб для выражения многих параметров зубчатых колес. В зарубежной практике в этом качестве используется питч — величина, обратная модулю.
Основная окружность — это окружность, от которой образуется эвольвента. Все параметры, относящиеся к ней, обозначаются с индексом b например, диаметры (радиусы) колес в зацеплении: db1 (rbl), db2 (rb).
Касательно к основным окружностям через полюс зацепления Р проходит прямая N-N, а ее участок N1-N2 называется линией зацепления, по которой в процессе обката перемещается точка контакта сопрягаемых профилей колес. N1-N2 называется номинальной (теоретической) линией зацепления, обозначаемой буквой g. Расстояние между точками пересечения ее с окружностями выступов колес называется рабочим участком линии зацепления и обозначается ga.
В процессе обката зубчатых колес точка контакта профилей перемещается в пределах активного (рабочего) участка линии зацепления ga, которая является нормалью к профилям обоих колес в этих точках и одновременно общей касательной к обеим основным окружностям.
Угол между линией зацепления и перпендикуляром к линии, соединяющей центры сопрягаемых колес, называется углом зацепления. У корригированных колес этот угол обозначается αw12; для некорригированных колес αw12 = α0.
Межцентровое расстояние некорригированных колес
aW12 = rW1 + rW2 = r1 + r2 = m ·( Z1 + Z2 ) / 2
Окружности выступов и впадин — окружности, проходящие соответственно через вершины и впадины зубьев колес. Их диаметры (радиусы) обозначаются: da1 ( ra1 ), df1 ( rf1 ), da2 ( ra2 ), df2( rf2 ).
Шаги зубьев колес — Pt Рb, Рn, Рх — это расстояния между одноименными сторонами профиля, замеренные:
Коэффициент перекрытия, ε — отношение активной (рабочей) части линии зацепления к основному нормальному шагу:
ε = ga / Pbn
Окружная (торцовая) толщина зуба, St — длина дуги делительной окружности, заключенная между двумя сторонами зуба.
Окружная ширина впадины между зубьями, е — расстояние между разноименными сторонами профиля по дуге делительной окружности.
Высота головки зуба, ha — расстояние между окружностями выступов и делительной:
ha = ra — r
Высота ножки зуба hf — расстояние между окружностями делительной и впадин:
hf = r — rf
Высота зуба:
h = ha + hf
Рабочий участок профиля зуба — геометрическое место точек контакта профилей сопрягаемых колес, определяется как расстояние от вершины зуба до точки начала эвольвенты. Ниже последней следует переходная кривая.
Переходная кривая профиля зуба — часть профиля от начала эвольвенты, т.е. от основной окружности до окружности впадин. При методе копирования соответствует форме головки зуба инструмента, а при методе обкатки образуется вершинной кромкой режущего инструмента и имеет форму удлиненной эвольвенты (для инструментов реечного типа) или эпициклоиды (для инструментов типа колеса).
Рис. 1.2. Зацепление зубчатой рейки с колесом
Как было показано выше, частным случаем эвольвенты при z = (бесконечность) является прямая линия. Это дает основание использовать в эвольвентном зацеплении рейку с прямобочными зубьями. При этом любое зубчатое колесо данного модуля независимо от числа зубьев может быть сцеплено с рейкой того же модуля. Отсюда возникла идея обработки колес методом обкатки. В зацеплении колеса с рейкой (рис. 1.2) радиус начальной окружности последней равен бесконечности, а сама окружность превращается в начальную прямую рейки. Линия зацепления N1N2Так как профиль зубьев рейки — прямая линия, это в значительной мере упрощает контроль линейных параметров зубьев и угла профиля. С этой целью стандартами установлено понятие исходного контура зубчатой рейки (рис. 1.4, а) проходит через полюс Р касательно к основной окружности колеса и перпендикулярно к боковой стороне профиля зуба рейки. В процессе зацепления начальная окружность колеса обкатывается по начальной прямой рейки, а угол зацепления становится равным углу профиля зуба рейки α .
Так как профиль зубьев рейки — прямая линия, это в значительной мере упрощает контроль линейных параметров зубьев и угла профиля. С этой целью стандартами установлено понятие исходного контура зубчатой рейки (рис. 1.3, а)
В соответствии со стандартами, принятыми в нашей стране для эвольвентного зацепления, исходный контур имеет следующие параметры зубьев в зависимости от модуля:
Делительная прямая рейки проходит по середине рабочей высоты зуба hL.
Для зуборезных инструментов основные параметры зубьев по аналогии с изложенным выше задаются параметрами исходной инструментальной рейки (рис. 1.3, б). Так как зубья режущего инструмента обрабатывают впадину между зубьями колеса и могут нарезать колеса с модифицированным (фланкированным) профилем, между названными исходными контурами имеются существенные различия:
Рис. 1.3. Исходные контуры:
а — зубчатой рейки; б — инструментальной рейки
Поправка ΔS 0 берется из справочников [23, 24] в зависимости от величины модуля зуба. Знак «+» берется для чистовых, а знак «-« — для черновых инструментов. В первом случае происходит утонение зубьев нарезаемого колеса с целью создания бокового зазора между зубьями сцепляемых колес, во втором случае утолщение, в результате чего нарезаемые зубья получают припуск на чистовую обработку.
У колес с обычным (модифицированным) профилем зубьев изменение толщины нарезаемых зубьев можно получить путем смещения инструментальной рейки относительно центра колеса и утолщение ее зубьев у ножки не требуется.
Параметры зацепления корригированных зубчатых колес. Корригирование (исправление) колес дает возможность улучшить зубчатое зацепление по сравнению с нормальным зацеплением в отношении трения, износа и прочности зубьев, уменьшить вероятность подреза ножки зубьев при малом их числе и др.
Применительно к долбякам корригирование дает возможность получения задних углов на режущих кромках (см. ниже).
Из известных методов корригирования на практике наибольшее применение нашло высотное корригирование, которое осуществляется путем смещения профиля исходной инструментальной рейки относительно центра нарезаемого колеса. Такое смещение принято считать положительным, если рейка отводится от центра колеса, и отрицательным, когда она приближается к его центру (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Схема высотного корригирования зубчатого колеса:
1 — положительное смещение; 2 — нулевое смещение; 3 — отрицательное смещение
Величина смещения оценивается произведением хо · m, где х0 — коэффициент смещения
При положительном смещении высота головки зуба нарезаемого колеса h‘a1 увеличивается на величину хот, а высота ножки h‘f1 уменьшается на ту же величину. При отрицательном смещении, наоборот, высота головки зуба уменьшается, а высота ножки увеличивается. Полная высота зуба колеса в обоих случаях остается неизменной.
Так как при этом положение делительной и основной окружностей колеса постоянно и не зависит от величины смещения, то неизбежно изменение толщины зуба нарезаемого колеса по делительной окружности из-за смещения делительной прямой рейки относительно начального положения на величину ± хо · m. Как видно из рис. 1.5, толщина зуба по делительной окружности у корригированного колеса при смещении рейки инструмента
S‘1, 3 = π · m / 2 ± 2 · x0 · m · tg α0
где ΔS = x0 · m · tg α 0.Знак «+» берется при положительном, а знак «-« — при отрицательном смещении.
При расчетах зуборезных инструментов, например долбяков, зубья которых корригированы, возникает необходимость определения толщины зуба на окружности любого радиуса — rу, концентричной с делительной окружностью радиусом r.
Рис. 1.5. Изменение толщины зуба на делительной окружности при положительном смещении инструментальной рейки.
» Шестерня как одна из деталей двигателя
Посмотреть шестерню в интернет магазине «АВТОмаркет Интерком»
Задать вопрос специалисту нашей компании
Шестерня или зубчатое колесо – это одна из самых важных запчастей, которую используют в механизмах зубчатой передачи в двигателе автомобиля. Основной функцией шестерни является передача особого вращательного движения между валами, через зацепление с зубьями соседней шестерни. Внешне зубчатое колесо выглядит словно диск с конической или цилиндрической поверхностью, на которой на равном расстоянии можно найти специальные зубья.
В зубчатой передаче шестерней считают небольшое зубчатое колесо, у которой незначительное количество зубьев, а большое — зубчатым колесом. Если использовать пару шестерен с равным количеством зубьев, ведущую будут считать шестерней, а ведомую – зубчатым колесом. Но зачастую все зубчатые колеса и маленькие и большие считают шестернями (шестеренками).
Обычно применяют шестерни парами с разным количеством зубьев, этот механизм зубчатой передачи разрешает изменить число оборотов валов и сам вращательный момент. Передаточное число — это отношение чисел оборотов валов в 1 минуту, его можно определить отношением диаметров шестерен или отношением чисел из зубьев. Хотим отметить, что количество зубьев на колесах оказывает влияние на плавность хода передачи. Чем их большее количество, тем более плавный будет ход передачи. Ведущей шестерней называется та, вращение которой передается извне, а ведомой считают шестерню, с которой снимается вращающий момент. Если диаметр ведущей шестерни больше, то вращающий момент ведомой шестерни становится меньше за счёт пропорционального увеличения скорости вращения, и наоборот.
Изобретение Шестерни
Никто не знает изобретателя шестерни, в истории шестерни говорят о Ктезибием, что он использовал старое зубчатое колесо в своих уникальных водяных часах во втором веке до нашей эры, а так же упоминает в своем сочинении об использовании шестерен Архимедом в третьем веке до н.э. Есть информация о применении шестерен Римлянами в начале новой эры. В трудах Леонардо да Винчи, в чертежах многих механизмов можно найти шестерни с формой зуба близкой к современной.
Области, где используют шестерни
Шестерни используют в разных, непростых и несложных механизмах в автомобилестроении, строении судна, в пищевой индустрии и горнодобывающей промышленности. Добавим, что в строении вагонов используются шестерни, в буровых установках, в промышленных кранах, в автомобилестроении, КПП, и в других механизмах. Иногда без особого строения шестерни просто не обойтись.
Автозапчасти можно купить через интернет-магазин на нашем сайте, или в магазинах нашей розничной сети «АВТОмаркет Интерком». Если у вас есть вопросы, то обратитесь к нам через услугу Экспресс-сервис. Либо вы сможете найти ответ на ваш вопрос в рубрике Вопрос-ответ на нашем сайте.
Будем рады видеть вас в наших магазинах.
Данная статья носит характер образовательный и вспомогательный для людей занимающихся моделизмом и творчеством в различных кружках или дома самостоятельно. Статья не претендует на звание научного трактата и вся предоставленная в ней информация носит лишь ознакомительный характер для понимания и определения такой важной характеристики как «модуль шестерни»
Ведущие и ведомые шестерни в коробках передач и редукторах для различных радиоуправляемых моделей имеют определенное количество зубьев с конкретным модулем и шагом (pitch).
Модуль является самым главным параметром. Через него выражаются все остальные параметры. Он стандартизирован во всем мире и определяется из прочностного расчёта зубчатых передач.
Для тех моделистов, которым покажется сложными все точные выкладки и расчеты достаточно будет в своей практике постройки различных моделей руководствоваться простыми правилами, которые будут звучать примерно так. Для любых шестеренчатых передач важно подбирать ведомые и ведущие шестерни с одинаковым модулем. При этом число зубьев в любой из подбираемых шестерен (ведомая или ведущая в шестеренчатой передаче) можно варьировать подбирая нужное соотношение мощности и оборотов, но характеристика «модуль шестерни» должна оставаться одинаковой для любых шестеренок входящих в непосредственное зацепление друг с другом. Проще говоря понятие модуль шестерни это международная стандартная характеристика обозначения формы зубца любой шестеренки (тут заложены и эвольвента и размеры по высоте и т.д.). Если модули шестерен совпадают, а количество зубьев и диаметры например различные, то можете быть уверены в том, что при правильной установке (зазоры, соосность и т.д.) эти две шестеренки будут работать правильно. Но если параметр модуля различный у шестерен участвующих в передаче, то как их не выставляй они все равно будут «выедать» одна другую и со временем шестеренчатая передача выйдет из строя.
Производители радиоуправляемых моделей машин и бренды, выпускающие тюнинг и запчасти для автомоделей, часто (но не всегда) используют дюймовую маркировку ведущих и ведомых шестерен (32 Pitch, 48 Pitch, 64 Pitch). Это такие бренды как, LOSI, TRAXXAS, RRP, VENOM и др. В ней указывается количество зубьев на 1 дюйм диаметра.
Например: шестерня с 32 pitch будет иметь 32 зуба на 1 дюйм диаметра, а шестерня с 64 pitch будет иметь 64 зуба на 1 дюйм диаметра. То есть, чем больше значение модуля, тем ближе зубья друг к другу
Различия между модулями для визуального сравнения вы можете оценить по следующей иллюстрации:
На фото представлены ведущие шестерни с одинаковым количеством зубьев 21, но разными модулями.
Самым ходовым модулем для радиоуправляемых автомоделей является модуль 48 Pitch.
В редукторах радиоуправляемых моделей самолетов, электрических мини вертолетах и квадрокоптерах ( мультикоптерах ) обычно используют шестерни с метрической маркировкой (0.3 Module, 0.4 Module, 0.5 Module, 1.0 Module и др.).
При метрической маркировке, чем больше модуль, тем крупнее зуб. Различия между метрическими модулями для визуального сравнения вы можете оценить по следующей иллюстрации:
Поэтому покупая и заказывая запчасти в магазинах или через интернет, всегда обращайте внимание не только на количество зубьев, но и на указанные в характеристиках товара значения модуля шестерни (pitch) или (module). Эта величина модуля должна обязательно быть одинаковой у всех шестерен в зацеплении, а также обратите внимание на величину диаметра посадки шестерни на вал. При этом материалы, из которых изготовлены шестерни, могут быть абсолютно различными от пластика до высокопрочной стали.
На фото показан пример редуктора автомодели в сборе. Модуль ведущей шестерни (Pinion Gear) и ведомой шестерни (Spur Gear) – 48 Pitch.
На фото показан пример редуктора в сборе для радиоуправляемой модели самолета паркового класса. Модуль ведущей шестерни (Pinion Gear) и ведомой шестерни (Spur Gear) – 0.4 Module.
При покупке в магазинах радиоуправляемых моделей или на сайтах различных продавцов в интернете еще можно разобраться и все несколько раз перепроверить.
На фото представлены ведущие (сверху) и ведомые (ниже) шестерни разных фирм производителей в упаковках.
Буквой T обозначено общее количество зубьев на шестерне (от англ. Tooth — Зуб). Буквой P обозначено значение шага зубьев Pitch. Непосредственно значение модуля обозначено словом Module. Причем Вам при покупке пары для имеющейся у вас шестерни необходимо помнить правило: Единый Pitch для пары шестерней или единый модуль это не важно. Важно если вы подбираете пару для шестеренчатой передачи зная значение Pitch, то и продавцу задаете вопрос употребляя значение ( Pitch ), а если у вам известен модуль ( Module ), то и заказывать у продавца парную шестерню необходимо используя значение именно модуль шестерни — Module.
А вот как быть в том случае когда шестеренка уже требует замены или планового апгрейда (Upgrade) для увеличения скажем мощности. Или имеется обломок (часть шестерни) присланный, например, другом моделистом из другого региона России с просьбой достать точно такую же или «примерно такую». Для этих «сложных» случаев можно воспользоваться информацией приведенной ниже, чтобы точно определить нужный модуль шестерни перед покупкой ее в магазине или перед заказом через интернет из «забугорного» сайта. Для этой задачи необходимо вооружится необходимыми знаниями и точным измерительным инструментом (особенно если шестеренка маленькая).
Итак, начнем понемногу.
Модуль зацепления (модуль шестерни) — это отношение делительного диаметра шестерни к числу зубьев, выраженное в миллиметрах. То есть модуль шестерни равен числу миллиметров диаметра приходящееся на один зуб.
m — модуль (обозначается в англоязычных магазинах на упаковочном пакетике как module)
d — делительный диаметр (диаметр, измеренный по половине высоты зуба)
z — число зубьев (в англоязычных магазинах обозначается буквой T фрезеровкой или литьем на самой шестеренке и, как правило, на упаковочном пакетике с товаром)
p — шаг зубьев (в англоязычных магазинах обозначается как pitch иногда как P на упаковочном пакетике с товаром)
Например, если делительный диаметр d=120 мм, а число зубьев равно 60, то модуль будет равен 2 мм.
Модуль так же является и показателем высоты самого зуба — она равна 2 x m.
Например, если модуль шестерни равен 2 мм, то высота зуба будет равна 4 мм.
Надеемся эта информация поможет многим моделистам в определении, того какая именно шестеренка им необходима.
Недавно на полях одного топика, посвященного шестеренному насосу возник спор, что есть шестерня? Может ли быть две шестерни в паре? И чем шестерня отличается от зубчатого колеса, или это одно и то же?
Приводились разные мнения, перечислю некоторые —
1) Шестерни и зубчатые колеса — это одно и то же. Синонимы.
Вывод — те кто говорит, что изготовит ‘шестерни и зубчатые колеса’, на самом деле говорит ‘масло масляное’ и врет, что это разные вещи.
2) ШЕСТЕРНЯ
зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев, а при равенстве их — ведущее зубчатое колесо.
Большой энциклопедический политехнический словарь, 2004
Почему так?
Согласно ГОСТ 16530-83 ‘Передачи зубчатые общие термины определения и обозначения’,
Шестерня — Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев.
При одинаковом числе зубьев зубчатых колес передачи шестерней называется ведущее зубчатое колесо.
Вывод — из двух зубчатых колес, работающих в паре, только одна называется шестерня, а второе — колесо. Шестерня, это то зубчатое колесо, которое, как правило, крутится с большей угловой скоростью.
3) Согласно ГОСТ 17398-72 ‘Насосы. Термины и определения’, Шестеренный насос —
Зубчатый насос с рабочими органами в виде шестерен, обеспечивающих геометрическое замыкание рабочей камеры и передающих крутящий момент.
Слово ‘шестерня’ в единственном числе этот ГОСТ не употребляет вообще, и определения понятия ‘шестерни’ также не содержит. Остается только попробовать вывести это определение из текста формулировки, от обратного:
Шестерни — рабочие органы зубчатого насоса, обеспечивающие геометрическое замыкание рабочей камеры и передающие крутящий момент.
Вывод — два рабочих органа, всегда работающих только в паре, этот ГОСТ называет шестернями, и их в единственном числе не бывает, как ножниц (если вынуть из насоса один рабочий орган, то он не станет шестерней, так как он один не может обеспечить геометрическое замыкание рабочей камеры и передавать крутящий момент согласно функции из ГОСТ 17398-72), а если их разобрать на две части, то каждая часть должна называться ‘половина шестерен’, а не ‘одна шестерня’, так же как ‘половина ножниц’, а не ‘одна ножница’…
При этом такие шестерни вообще не являются зубчатыми колесами, и не являются зубчатой передачей, в понимании ГОСТ 16530-83, потому что в этом случае, только один рабочий орган был бы шестерней, а второй бы стал колесом, и вместе они не назывались бы шестернями.
Тем самым эти шестерни, не те шестерни, которые зубчатые колеса в зубчатых передачах, а те шестерни, которые рабочие органы в зубчатом насосе.
Как говорится, почувствуйте разницу, и, как принято в технике, на чертежах и в спецификациях надо указывать — ‘1/2 шестерен по ГОСТ 17398-72’ или ‘шестерня по ГОСТ 16530-83’. И в речи тоже надо добавлять, мол ‘шестерни для зубчатых насосов‘, ‘ведущая/ведомая половина шестерен для зубчатых насосов‘ или ‘шестерня для зубчатых передач‘…
4) Так как согласно ГОСТ 17398-72 шестеренный насос это зубчатый насос с рабочими органами в виде шестерен…, то эти рабочие органы лишь похожи на шестерни или зубчатые колеса, но таковыми не являются. И обсуждаемый термин всегда следует понимать так, как говорится в ГОСТ 16530-83 и в словарях.
5) В классической технической литературе, рабочие органы зубчатых насосов называли — зубчатки. И любые зубчатые колеса тоже называли зубчатками.
Зубчатки в зубчатой передаче, могли быть либо шестернями, либо колесами, в зависимости от того, какое положение они там занимают. А в реверсивных передачах с равными зубчатками, одни и те же зубчатки вообще могли быть то шестерней, то колесом, в зависимости от направления вращения.
Как видно, ни стандарт ни словарь впрямую не определяет шестерню, как деталь насоса, а только как звено зубчатой передачи, и даже исключают саму возможность существования двух шестерен в паре, так как в паре одинаковых зубчатых колес, только одна становится шестерней — ведущая.
Отсюда и возник вопрос к сообществу — как следовало бы называть рабочие органы зубчатого насоса, что бы не путать ‘шестерню’c ‘шестернями’, и ‘шестерни’ с ‘зубчатыми колесами’?
При том, что ГОСТы СССР реально уже не действуют в РФ на обязательных условиях.
Прошу высказываться, какое из приведенных мнений вы поддерживаете?
А для тренировки понимания глубины и сложности вопроса, сначала предлагаю решить задачку —
Является ли насос с рабочими органами, представляющими собой прямозубые колеса с зацеплением Новикова, ‘шестеренным насосом’, а пару этих колес — ‘шестернями’, в понимании ГОСТ 17398-72?
Зубчатая передача — это элемент машины, в котором зубья нарезаны вокруг цилиндрических или конических поверхностей с одинаковым расстоянием между ними. Соединяя пару этих элементов, они используются для передачи вращений и сил от ведущего вала к ведомому валу. Шестерни можно разделить по форме на эвольвентные, циклоидальные и трохоидальные. Кроме того, они могут быть классифицированы по положению вала как шестерни с параллельными валами, шестерни с пересекающимися валами и шестерни с непараллельными и непересекающимися валами.История шестеренок давняя, и использование шестерен уже появилось в Древней Греции до нашей эры. в сочинении Архимеда.
Ящик с образцами различных типов шестерен
Шестерни разные
Существует много типов зубчатых колес, таких как прямозубые, косозубые, конические, червячные, зубчатые рейки и т. Д. Их можно в целом классифицировать, глядя на положения осей, таких как параллельные валы, пересекающиеся валы и непересекающиеся валы. .
Необходимо точно понимать различия между типами шестерен, чтобы обеспечить передачу необходимой силы в механических конструкциях. Даже после выбора общего типа важно учитывать такие факторы, как: размеры (модуль, количество зубьев, угол наклона спирали, ширина торца и т. Д.), Стандарт класса точности (ISO, AGMA, DIN), необходимость шлифования зубьев. и / или термообработка, допустимый крутящий момент, КПД и т. д.
Помимо этой страницы, мы представляем более подробную техническую информацию о редукторе в разделе «Знание передач» (отдельная страница PDF).В дополнение к списку, приведенному ниже, для каждого раздела, например червячной передачи, зубчатой рейки, конической шестерни и т. Д., Есть собственное дополнительное объяснение, касающееся соответствующего типа шестерни. Если PDF-файл просматривать сложно, обратитесь к этим разделам.
Лучше всего начать с общих знаний о типах шестерен, как показано ниже. Но помимо них существуют и другие типы, такие как торцовая шестерня, шестеренчатая шестерня (двойная косозубая шестерня), коронная шестерня, гипоидная передача и т.
Обзор шестерен
(Важная терминология передач и номенклатура передач на этом рисунке)
Конфигурация:
Проще говоря, шестерня зацепляется с другой шестерней, в то время как звездочка зацепляется с цепью и не является шестерней.Помимо звездочки, предмет, который чем-то похож на шестеренку, представляет собой храповик, но его движение ограничено одним направлением.
Когда типы шестерен группируются по точности, используется класс точности. Класс точности определяется стандартами ISO, DIN, JIS, AGMA и т. Д.Например, JIS определяет погрешность шага каждого класса точности, погрешность профиля зуба, отклонение спирали, погрешность биения и т. Д.
Наличие шлифовки зубьев сильно влияет на работоспособность шестерен. Следовательно, при рассмотрении типов шестерен шлифование зубьев является важным элементом, который следует учитывать. Шлифовка поверхности зубьев делает шестерни более тихими, увеличивает передаточную способность и влияет на класс точности. С другой стороны, добавление процесса шлифования зубьев увеличивает стоимость и подходит не для всех шестерен.Чтобы добиться высокой точности, кроме шлифовки, существует процесс, называемый бритьем с использованием бритвенных ножей.
Чтобы широко классифицировать типы зубчатых колес по их форме зуба, различают эвольвентную форму зуба, циклоидную форму зуба и трохоидную форму зуба. Среди них чаще всего используется эвольвентная форма зуба. Их легко производить, и они обладают способностью правильно соединяться даже при небольшом отклонении межосевого расстояния. Циклоидная форма зуба в основном используется в часах, а трохоидная форма зуба — в насосах.
Эта статья воспроизводится с разрешения автора.
Масао Кубота, Хагурума Ньюмон, Токио: Ohmsha, Ltd., 1963.
Зубчатые колеса — это колеса с зубьями, которые иногда называют зубчатыми колесами.
Шестерни — это механические компоненты, которые передают вращение и мощность от одного вала к другому, если каждый вал имеет выступы (зубья) соответствующей формы, равномерно распределенные по его окружности, так что при вращении следующий зуб входит в пространство между зубьями другого. вал.Таким образом, это компонент машины, в котором вращательная сила передается поверхностью зуба первичного двигателя, толкающей поверхность зуба ведомого вала. В крайнем случае, когда одна сторона представляет собой линейное движение (это можно рассматривать как вращательное движение вокруг бесконечной точки), это называется стойкой.
Существует множество способов передачи вращения и мощности от одного вала к другому, например, посредством трения качения, передачи намотки и т. Д. Однако, несмотря на простую конструкцию и относительно небольшой размер, шестерни имеют много преимуществ, таких как надежность передачи точное угловое соотношение скорости, длительный срок службы и минимальные потери мощности.
От небольших часов и прецизионных измерительных приборов (приложения для передачи движения) до больших шестерен, используемых в морских системах передачи (приложения для передачи энергии), шестерни широко используются и считаются одним из важных механических компонентов наряду с винтами и подшипниками.
Есть много типов шестерен. Однако самые простые и часто используемые шестерни — это те, которые используются для передачи определенного передаточного числа между двумя параллельными валами на определенном расстоянии.В частности, наиболее популярными являются зубчатые колеса, зубья которых параллельны валам, как показано на рис. 1.1, так называемые цилиндрические зубчатые колеса.
[Рисунок 1.1 Цилиндрические зубчатые колеса]
Простейшим способом передачи определенного передаточного числа угловой скорости между двумя параллельными валами является привод трения качения. Это достигается, как показано на Рисунке 1.2, за счет наличия двух цилиндров с диаметрами, обратными передаточному отношению, находящихся в контакте и вращающихся без проскальзывания (если два вала вращаются в противоположных направлениях, контакт находится снаружи; и если они вращаются в одном и том же направлении). направление, контакт внутри).То есть вращение достигается за счет силы трения в контакте качения. Однако избежать некоторого пробуксовки невозможно и, как следствие, нельзя надеяться на надежную передачу. Для получения большей передачи мощности требуются более высокие контактные силы, что, в свою очередь, приводит к высоким нагрузкам на подшипники. По этим причинам такая конструкция не подходит для передачи большого количества энергии. В результате была изобретена идея создания подходящей формы зубьев, равномерно расположенных на поверхностях качения цилиндров, таким образом, чтобы по крайней мере одна пара или более зубцов всегда находились в контакте.Сдвигая зубья ведущего вала зубцами ведущего вала, обеспечивается надежная передача. Это называется цилиндрической шестерней, а эталонный цилиндр, на котором вырезаны зубья, — это цилиндр шага. Цилиндрические шестерни — это один из видов цилиндрических шестерен.
[Рисунок 1.2 Шаговые цилиндры]
При пересечении двух валов ориентирами для нарезания зубьев служат конусы, контактирующие при качении. Это конические шестерни, как показано на рисунке 1.3, где основной конус, на котором вырезаны зубья, называется продольным конусом. (Рисунок 1.4).
[Рисунок 1.3 Конические шестерни]
[Рисунок 1.4 Шаговые конусы]
Когда два вала не параллельны и не пересекаются, искривленных поверхностей, контактирующих с качением, не существует. В зависимости от типа шестерен зубья создаются на паре опорных контактирующих вращающихся поверхностей. Во всех случаях необходимо настроить профиль зуба таким образом, чтобы относительное движение контактирующих поверхностей шага соответствовало относительному движению зацепления зубьев на контрольных криволинейных поверхностях.
Когда шестерни рассматриваются как твердые тела, для того, чтобы два тела сохраняли заданное угловое передаточное отношение при контакте с поверхностями зубьев, не сталкиваясь друг с другом и не разделяясь, необходимо, чтобы общие нормальные компоненты скорости передачи две шестерни в точке контакта должны быть равны. Другими словами, в этот момент нет относительного движения поверхностей шестерни в направлении общей нормали, а относительное движение существует только вдоль контактной поверхности в точке контакта.Это относительное движение есть не что иное, как скольжение поверхностей шестерен. Поверхности зубьев, за исключением особых точек, всегда связаны с так называемой передачей скользящего контакта.
Для того, чтобы формы зуба удовлетворяли условиям, как объяснено выше, использование огибающей поверхности может привести к желаемой форме зуба в качестве общего метода.
Теперь укажите одну сторону поверхности шестерни A как криволинейную поверхность FA и задайте обеим шестерням заданное относительное вращение.Затем в системе координат, прикрепленной к зубчатому колесу В, рисуется группа последовательных положений поверхности зубчатого колеса FA. Теперь подумайте об огибающей этой группы кривых и используйте ее как поверхность FB зубьев шестерни B. Тогда из теории огибающих поверхностей ясно, что две поверхности зубчатых колес находятся в постоянном линейном контакте, и эти две шестерни будут иметь желаемое относительное движение.
Также возможно привести к форме зубов следующим методом. Рассмотрим, в дополнение к паре шестерен A и B с заданным относительным движением, третью воображаемую шестерню C в зацеплении, где A и B находятся в зацеплении, и придайте ей поверхность FC произвольной формы (изогнутая поверхность только без тела зуба) и соответствующее относительное движение.
Теперь, используя метод, как и раньше, из воображаемого зацепления шестерни A с воображаемой шестерней C, получим форму зуба FA как огибающую формы зуба FC. Обозначим линию соприкосновения поверхностей зубьев FA и FC как IAC. Аналогичным образом получают контактную линию IBC и поверхность FB зуба из воображаемого зацепления шестерни B и воображаемой шестерни C. Таким образом, поверхности FA и FB зубьев получаются посредством FC. В этом случае, если линии контакта IAC и IBC совпадают, шестерни A и B находятся в прямом контакте, а если IAC и IBC пересекаются, шестерни A и B будут иметь точечный контакт на этом пересечении.
Это означает, что с помощью этого метода можно получить как формы зубьев с точечным контактом, так и формы зубьев с линейным контактом.
Однако существуют ограничения для геометрически получаемых форм зубьев, как объяснено выше, особенно когда тела зубьев поверхностей FA и FB вторгаются друг в друга или когда эти области не могут использоваться в качестве зубных форм. Это вторжение одного тела зуба в другой называется интерференцией профилей зубов.
Как видно из приведенного выше объяснения, теоретически существует множество способов изготовления зубных форм, которые создают заданное относительное движение.Однако в действительности учет зубчатого зацепления, прочности формы зуба и сложности нарезания зуба ограничит использование таких форм зубьев лишь несколькими.
KHK предлагает бесплатно книгу «Технические данные редуктора» в формате PDF. Эта книга очень полезна для изучения шестерен и передач. В дополнение к типам зубчатых колес и терминологии зубчатых колес в книгу также включены разделы, касающиеся профиля зуба, расчетов размеров, расчетов прочности, материалов и термической обработки, идей о смазке, шума и т. Д.Из этой книги вы узнаете много нового о снаряжении.
Шестерни в основном используются для передачи энергии, но, исходя из идей, они могут использоваться в качестве элементов машин по-разному. Ниже представлены некоторые способы.
Шестерни используются во всем мире с давних времен во многих областях и являются типичными компонентами элементов машин. Однако, что касается класса точности шестерен, в различных странах существуют промышленные стандарты, такие как AGMA (США), JIS (Япония), DIN (Германия) и т. Д.С другой стороны, нет стандартов в отношении факторов, которые в конечном итоге определяют [саму зубчатую передачу], таких как ее форма, размер, диаметр отверстия, материал, твердость и т. Д. В результате нет единого подхода, но это сбор фактических спецификаций зубчатых колес, выбранных отдельными дизайнерами, которые соответствуют дизайну их машин или тех, которые определены отдельными производителями зубчатых колес.
Как упоминалось выше, существует множество спецификаций передач.За исключением очень простых шестерен, не будет преувеличением сказать, что существует столько же видов, сколько мест, где используются шестерни. Например, среди многих зубчатых колес, когда угол давления, шаг зуба и количество зубьев совпадают, существует много других спецификаций, которые определяют зубчатые колеса, такие как размер отверстия, ширина торца, термообработка, окончательная твердость, шероховатость поверхности после шлифования, наличие вала и т. д. Можно сказать, что вероятность того, что две шестерни будут совместимы, мала.Это одна из причин, почему (например, при поломке шестерни) трудно получить замену.
Иногда случается, что вы не можете получить замену изношенной или сломанной шестерни в том месте, где используется машина. В этом случае в большинстве случаев нет проблем, если есть руководство или список деталей для машины, который содержит чертеж, необходимый для изготовления шестерни. Также нет проблем, если есть возможность связаться с производителем станка и что производитель может поставить необходимое оборудование.К сожалению, во многих случаях:
— В руководстве к машине не показан чертеж шестерни как таковой
— Невозможно получить только шестерню от производителя станка и т. Д.
По таким причинам трудно получить необходимую механизм. В этих случаях возникает необходимость составить производственный чертеж сломанной шестерни. Это часто бывает сложно без специальных знаний в области техники. Ситуация часто бывает такой же сложной для производителей зубчатых колес из-за недостатка данных о них.Кроме того, для создания чертежа из сломанной шестеренки требуется много инженерных кадров, и это поднимает вопрос о том, кто будет нести эти затраты.
Когда машина, использующая шестерню, производится серийно, то и шестерня изготавливается в соответствии с определенным размером партии, что позволяет распределять удельную стоимость шестерни за счет экономии на масштабе. С другой стороны, пользователи, использующие машину после ее изготовления, и когда одна или две шестерни нуждаются в замене, они часто сталкиваются с высокими производственными затратами, из-за чего стоимость окончательного ремонта иногда бывает очень высокой.Короче говоря, разница в двух методах производства (массовое или мелкосерийное) сильно влияет на стоимость снаряжения. Например, покупка 300 зубчатых колес за один выстрел для проекта по производству нового оборудования (изготовление 300 зубчатых колес одной партией) по сравнению с покупкой одного запасного зубчатого колеса позже (с производственной партией в 1 штуку) имеет огромную разницу в стоимости единицы продукции. Такая же ситуация на этапе проектирования новой машины, когда для прототипа требуется одна шестерня с такой же высокой стоимостью.
При разработке новой машины, если характеристики используемых шестерен могут быть согласованы со спецификациями стандартных шестерен изготовителя шестерен, проблемы, упомянутые выше, могут быть решены. Таким способом:
Кроме того, когда зубчатая передача в используемом механизме нуждается в замене, если ее технические характеристики аналогичны характеристикам редуктора, ее можно заменить на стандартную передачу отдельно или на стандартную передачу с дополнительной работой. В этой ситуации также можно избежать неудобств, связанных с выполнением следующих задач:
Ссылки по теме:
齿轮 的 种类 — 中文 页
Знать о типах зубчатых колес и соотношениях между двумя валами
Номенклатура зубчатых колес
Вычислитель зубчатых колес
Типы и характеристики зубчатых колес
Типы зубчатых колес и терминология
Зубчатая рейка и шестерня
3а : оснастка корабля или лодки.
б : упряжь специально для лошадей
4 диалектный, в основном британский : абсурдные разговоры : чушь 5 диалектный, в основном британский : дел6а (1) : механизм, который выполняет определенную функцию в целой машине. рулевой механизм
(2) : зубчатое колесо
(3) : рабочее отношение, положение, порядок или корректировка начала свою карьеру
(4) : уровень или темп функционирования разогнали свои выступления
б : одна из двух или более регулировок трансмиссии (например, велосипеда или автомобиля), которые определяют механическое преимущество, относительную скорость и направление движения.
переходный глагол
2а : для подготовки к эффективной работе
б : для настройки, чтобы соответствовать, смешиваться или удовлетворять чему-либо привязка заработной платы к производительности
непереходный глагол
1а Британский, машин : для передачи : зацеп2 : для настройки для соответствия, смешивания или гармонизации Отрасль ориентирована на удовлетворение растущего потребительского спроса.
Изучите, как ряд шестерен в водяном колесе переводит энергию потока в жернов
До промышленной революции энергия поступала из трех основных источников: людей, тягловых животных и воды.В этой средневековой мельнице можно увидеть изобретательность, которую люди использовали в использовании воды. Водяное колесо вращается потоком и соединяется с валом, ведущим в здание. На другом конце вала находится шестерня. Соединение ряда шестерен передает мощность потока на вал, приводящий в движение жернов, который перемалывает муку из зерна. (30 секунд; 1,84 МБ)
Public Domain См. Все видео для этой статьиGear , Компонент машины, состоящий из зубчатого колеса, прикрепленного к вращающемуся валу.Шестерни работают парами, чтобы передавать и изменять вращательное движение и крутящий момент (крутящее усилие) без скольжения, при этом зубья одной шестерни входят в зацепление с зубьями сопряженной шестерни. Если зубья на паре сопряженных шестерен расположены по окружностям, , то есть , если шестерни являются зубчатыми колесами, отношения скоростей вращения и крутящих моментов валов постоянны. Если зубья расположены на некруглых телах, отношения скорости и крутящего момента изменяются.
Большинство шестерен круглые. Чтобы передавать движение плавно и с неизменным передаточным числом в каждый момент времени, контактирующие поверхности зубьев шестерни должны быть тщательно сформированы с учетом определенного профиля.Если меньшая из зубчатой пары (шестерня) находится на ведущем валу, пара действует для уменьшения скорости и увеличения крутящего момента; если шестерня находится на ведомом валу, пара действует как усилитель скорости и редуктор крутящего момента. Например, если ведомая шестерня имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня, крутящий момент ведомой шестерни в два раза превышает крутящий момент ведущей шестерни, тогда как скорость ведущей шестерни в два раза превышает скорость ведомой шестерни.
Валы, которые соединяют шестерни, должны располагаться относительно близко, но они могут иметь практически любое пространственное расположение относительно друг друга; они могут быть параллельными или непараллельными, пересекающимися или непересекающимися.Для каждого из этих расположений валов могут быть изготовлены шестерни с соответствующими характеристиками. Параллельные валы могут быть соединены шестернями с прямыми продольными зубьями и параллельными осям валов (прямозубые шестерни) или шестернями с витыми винтообразными зубьями (косозубые шестерни). Пересекающиеся валы соединены шестернями с коническими зубьями, расположенными на усеченных конусах (конические шестерни). Непараллельные непересекающиеся валы обычно соединяются червяком и шестерней. Червяк похож на винт, а шестерня — на четверть участка длинной гайки, согнутой вокруг цилиндра.Самый распространенный угол между непараллельными валами, пересекающимися или непересекающимися, — это прямой угол (90 °).
Поскольку это в основном винт, червячная шестерня может иметь только одну резьбу (зуб), тогда как для поддержания постоянного контакта с шестернями с параллельными валами (прямозубыми и косозубыми) шестерня должна иметь не менее пяти зубьев. По этой причине для получения большого передаточного числа в одной зубчатой паре хорошо подходят червяк и шестерня. Если валы должны быть параллельны, может потребоваться использовать несколько пар шестерен, включенных последовательно (цепь), чтобы получить большое передаточное число. См. Также дифференциал .
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчасОбновлено в феврале 2020 г. || Функция шестерни заключается в зацеплении с другими шестернями для передачи измененного крутящего момента и вращения. Фактически, передача может изменять скорость, крутящий момент и направление движения от источника привода.
Передаточное отношение косозубой или конической зубчатой передачи — это количество зубьев большой шестерни, деленное на количество зубьев меньшей шестерни.Другие типы шестерен, такие как планетарные шестерни, имеют более сложные отношения передаточного числа.Когда две шестерни с неравным числом зубьев входят в зацепление, механическое преимущество делает их частоту вращения и крутящий момент разными.
В простейших установках шестерни плоские с прямозубыми зубьями (с краями, параллельными валу), а вал ведущей шестерни параллелен валу выходной. Цилиндрические зубчатые колеса в основном проходят через зацепление, поэтому их эффективность может составлять 98% или более на ступень редуктора.Однако между поверхностями зубьев происходит некоторое скольжение, и начальный контакт зубьев происходит сразу по всей ширине зуба, вызывая небольшие ударные нагрузки, вызывающие шум и износ. Иногда смазка помогает смягчить эти проблемы.
В немного более сложных схемах зубчатые передачи с параллельными осями имеют косозубые шестерни, которые входят в зацепление под углом от 90 ° до 180 ° для большего контакта зубьев и более высокого крутящего момента. Винтовые редукторы подходят для приложений с более высокой мощностью, где долгосрочная эффективность работы важнее первоначальных затрат.Зубья косозубой шестерни постепенно входят в зацепление с поверхностями зубьев для более тихой и плавной работы, чем цилиндрические зубчатые колеса. Кроме того, они имеют более высокую грузоподъемность.
Одно предостережение: угловой контакт зубьев создает усилие, которое рама машины должна преодолевать.
Независимо от подтипа, большинство зубчатых колес с параллельными осями имеют зубья шестерен с индивидуализированными эвольвентными профилями — индивидуализированные версии свернутого следа по окружности с воображаемой струной. Здесь сопрягаемые шестерни имеют касательные делительные окружности для плавного зацепления качения, что минимизирует проскальзывание.Связанное значение, точка тангажа, — это место, где одна шестерня первоначально контактирует с точкой тангажа своего партнера.
Эвольвентные зубчатые передачитакже имеют траекторию действия, проходящую через точку тангажа, касательную к базовой окружности.
Помимо зубчатых колес с параллельными осями, существуют непараллельные и прямоугольные зубчатые передачи. У них есть входной и выходной валы, которые выступают в разных направлениях, чтобы предоставить инженерам больше возможностей для монтажа и дизайна. Зубья таких зубчатых передач могут быть коническими (прямыми, спиральными или нулевыми), червячными, гипоидными, косозубыми или косозубыми зубчатыми колесами с перекрещенными осями. Наиболее распространены конические зубчатые передачи с зубьями угловой или конической формы.
Гипоидные шестерни во многом похожи на зубчатые колеса со спирально-конической зубчатой передачей, но оси входного и выходного валов не пересекаются, поэтому проще установить опоры. В отличие от зубчатых передач Zerol изогнутые зубья, которые совпадают с валом, чтобы минимизировать осевые нагрузки.
Редукторы, называемые редукторами скорости, являются составной частью многих механических, электрических и гидравлических двигателей.По сути, это шестерня или ряд шестерен, объединенных таким образом, чтобы изменять крутящий момент двигателя. Обычно крутящий момент увеличивается прямо пропорционально уменьшению числа оборотов в единицу времени.
Редукторыбывают двух типов: на основании и на валу. Типы с валом доступны в двух версиях. Один действительно установлен на валу в том смысле, что входной вал приводного двигателя поддерживает его… с помощью специальной муфты для реагирования на реакции крутящего момента. Другой крепится к корпусу машины таким образом, чтобы входной вал не выдерживал вес редуктора и не реагировал на реакции крутящего момента.
Согласно определению Американской ассоциации производителей зубчатых колес (AGMA), инженеры применяют термин «редуктор скорости» к агрегатам, работающим со скоростями шестерни ниже 3600 об / мин или скоростью шага ниже 5000 футов в минуту. (AGMA — это международная группа производителей оборудования, консультантов, ученых, пользователей и поставщиков.)
Редукторы, работающие на более высоких скоростях, называются высокоскоростными агрегатами. Производители основывают каталожные рейтинги и технические спецификации редукторов скорости на основе этих стандартов AGMA.
(Больше после иллюстрации.)
Здесь показаны зубчатые передачи брендов Spiroid и Helicon. Эти косоосные зубчатые передачи, подходящие для передачи под прямым углом в приложениях с высокими требованиями к удельной мощности, работают на непересекающихся и непараллельных осях. По сравнению с традиционными коническими и червячными передачами с прямым углом смещение оси зубчатого колеса в зубчатых колесах Spiroid и Helicon обеспечивает больший контакт зуба с поверхностью и приводит к более высокому коэффициенту контакта. Это увеличивает крутящий момент и сглаживает передачу движения.В зубчатых передачах марки Spiroid используется передовое программное обеспечение и инструменты, чтобы запатентованные зубчатые передачи соответствовали требованиям конкретного приложения. Редукторы тихие, жесткие и компактные, с передаточными числами от 3: 1 до 300: 1 и выше.Существует столько же типов редукторов, сколько и типов шестерен. Рассмотрим редукторы, у которых входной и выходной валы расположены под разными углами. Наиболее распространены червячные редукторы.
Редукторыс червячной передачей используются в двигателях с низкой и средней мощностью.Они предлагают низкую начальную стоимость, высокие передаточные числа и высокий выходной крутящий момент в небольшом корпусе, а также более высокую устойчивость к ударным нагрузкам, чем редукторы с косозубой шестерней. В традиционной установке цилиндрический зубчатый червяк входит в зацепление с колесной шестерней в форме диска с зубьями на его окружности или на поверхности.
(подробнее после видео.)
Большинство червячных передач имеют цилиндрическую форму с зубьями одинакового размера. В некоторых червячных редукторах используется геометрия зубьев с двойным охватом — с делительным диаметром, который изменяется от глубокого к короткому и обратно к глубокому, поэтому зацепляется большее количество зубьев.Независимо от версии, большинство зубчатых колес червячных редукторов имеют чашеобразные края зубьев, которые охватывают червячный вал во время зацепления. Во многих случаях скользящее зацепление снижает эффективность, но продлевает срок службы, поскольку червячное соединение удерживает пленку смазки во время работы. Отношение червячной передачи — это количество зубьев колеса к количеству резьбы (заходов или заходов) на червяке.
Несколько слов о редукторахРедуктор похож на редуктор, но редуктор не только снижает скорость.Инженеры используют их везде, где требуется высокий крутящий момент на низкой скорости. Он снижает инерцию отраженной массы груза, что облегчает ускорение тяжелых грузов, позволяя конструкциям работать с меньшими двигателями. Редукторы бывают разных стилей, от простых цилиндрических зубчатых передач до более сложных планетарных редукторов и редукторов гармонического типа, каждый со своими характеристиками и подходящими областями применения. Одно предостережение: в некоторых приложениях люфт редуктора является проблемой. В этом случае рассмотрите возможность использования редуктора с низким или нулевым люфтом.
— это системы точного движения с обратной связью и (в большинстве случаев) довольно строгими требованиями к точности. Поэтому для этих конструкций инженеры должны выбирать редукторы с сервоприводом с хорошей жесткостью на кручение, надежным выходным крутящим моментом и минимальным люфтом.Производители оригинального оборудования, которым поручено интегрировать сервосистемы, должны искать бесшумные редукторы, которые легко устанавливаются на двигатель и требуют минимального или (если возможно) никакого обслуживания.
Фактически, многие современные механизмы интегрируют сервоприводы в электромеханические устройства для конкретных приложений, и некоторые из этих устройств достаточно распространены, чтобы иметь специальные ярлыки. Вот некоторые из наиболее распространенных.
Мотор-редуктор: Этот комплектный механизм движения представляет собой зубчатый редуктор, интегрированный с электродвигателем переменного или постоянного тока.Обычно двигатель включает шестерни на выходе (обычно в виде собранной коробки передач) для снижения скорости и увеличения доступного выходного крутящего момента. Инженеры используют мотор-редукторы в машинах, которые должны перемещать тяжелые предметы. Спецификации скорости для мотор-редукторов — это нормальная скорость и крутящий момент при остановке.
Коробка передач: Это замкнутая зубчатая передача… механический блок или компонент, состоящий из ряда интегрированных шестерен. Планетарные передачи широко распространены в интегрированных коробках передач.
Планетарные передачи: Эти зубчатые передачи, особенно часто используемые в сервосистемах, состоят из одной или нескольких внешних планетарных шестерен, которые вращаются вокруг центральной или солнечной шестерни.Обычно планетарные шестерни устанавливаются на подвижном рычаге или водиле, который вращается относительно солнечной шестерни. В наборах часто используется внешняя кольцевая шестерня или кольцо, которое входит в зацепление с планетарными шестернями.
Передаточное число планетарного ряда требует расчета, потому что есть несколько способов преобразовать входное вращение в выходное вращение. Обычно одна из этих трех шестерен остается неподвижной; другой — вход, который обеспечивает питание системы, и последний действует как выход, который получает мощность от приводного двигателя.Отношение входного вращения к выходному вращению зависит от количества зубьев в каждой шестерне и от того, какой компонент удерживается в неподвижном состоянии.
WEISS North America производит делительно-поворотный стол TO220C с прямым приводом, который входит в этот испытательный стенд. Машина проверяет точеные автомобильные детали. Благодаря зубчатому приводу WEISS время переключения составляет всего 0,3 секунды… при времени цикла, равном 1,9 секунды (по сравнению с 2,6 секунды в предыдущих моделях). Планетарные передачиобладают рядом преимуществ по сравнению с другими передачами.К ним относятся высокая удельная мощность, возможность значительного снижения при небольшом объеме, несколько кинематических комбинаций, чисто крутильные реакции и соосный вал. Еще одним преимуществом планетарных редукторов является эффективность передачи энергии. Потери обычно составляют менее 3% на ступень, поэтому вместо того, чтобы тратить энергию на механические потери внутри редуктора, эти редукторы передают большую часть энергии для производительного движения.
Планетарный редуктор также эффективно распределяет нагрузку.
Несколько планет разделяют передаваемую нагрузку между собой, что значительно увеличивает плотность крутящего момента. Чем больше планет в системе, тем больше грузоподъемность и выше плотность крутящего момента. Эта конструкция также очень устойчива благодаря равномерному распределению массы и повышенной жесткости при вращении. К недостаткам можно отнести высокие нагрузки на подшипники, труднодоступность и сложность конструкции.
В сервосистемах, помимо увеличения выходного крутящего момента, редукторы обладают еще одним преимуществом — сокращением времени установления.Время установления — это проблема, когда инерция двигателя мала по сравнению с инерцией нагрузки… проблема, которая является источником постоянных споров (и регулярных улучшений) в отрасли. Коробки передач уменьшают инерцию, отраженную от органов управления, на коэффициент, равный квадрату редуктора.
Деформационная передача — это зубчатая передача особой конструкции для понижения скорости. Он использует металлическую эластичность (отклонение) шестерни для снижения скорости. (Комплекты трансмиссионных зубчатых передач также известны как Harmonic Drives, зарегистрированный товарный знак Harmonic Drive Systems Inc.) Преимущества использования волновой передачи включают нулевой люфт, высокий крутящий момент, компактный размер и точность позиционирования.
Зубчатая передача для деформационных волн состоит из трех компонентов: генератора волн, гибкого колеса и кругового шлица.
Генератор волн представляет собой узел подшипника и стального диска, называемый пробкой генератора волн. Внешняя поверхность вилки генератора волн имеет эллиптическую форму, обработанную в соответствии с точными характеристиками. Специально разработанный шариковый подшипник запрессован вокруг этой заглушки подшипника, заставляя подшипник принимать ту же эллиптическую форму, что и заглушка генератора волн.Конструкторы обычно используют генератор волн в качестве входного элемента, обычно присоединенного к серводвигателю.
Это прогрессия зацепления зубьев с гибкими шлицами с зубьями с круговыми шлицами. Профиль зубьев шестерни Harmonic Drive допускает зацепление до 30% зубьев… для большей жесткости и крутящего момента, чем у зубчатых колес с эвольвентными зубьями.Flexspline представляет собой тонкостенную стальную чашку. Его геометрия позволяет стенкам чашки быть податливыми в радиальном направлении, но оставаться жесткими на кручение (поскольку чашка имеет большой диаметр).Производители вытачивают зубья шестерни на внешнюю поверхность около открытого конца чашки (около краев). Гибкая линия обычно является выходным элементом механизма.
Чашка имеет жесткий выступ на одном конце для обеспечения прочной монтажной поверхности. Генератор волн вставлен внутрь гибкого колеса, поэтому подшипник находится в том же осевом положении, что и зубья гибкого колеса. Стенка flexspline у края чашки соответствует той же эллиптической форме, что и подшипник. Это придает зубьям на внешней поверхности гибкого шлейфа эллиптическую форму.Таким образом, гибкий шлейф имеет на своей внешней поверхности эллиптический диаметр зубчатого колеса.
Круговой шлиц представляет собой жесткое круглое стальное кольцо с зубьями на внутреннем диаметре. Обычно он прикреплен к корпусу и не вращается. Его зубы сцепляются с зубами гибкого сплайна. Зубчатый рисунок гибкого шлица входит в зацепление с профилем зубьев кругового шлицевого вала вдоль главной оси эллипса. Это взаимодействие похоже на эллипс, вписанный концентрически в круг. Математически вписанный эллипс касается круга в двух точках.Однако зубья шестерни имеют конечную высоту. Таким образом, на самом деле существует две области (а не две точки) зацепления зуба. Приблизительно 30% зубов постоянно задействованы.
Упругая радиальная деформация действует как очень жесткая пружина, компенсируя зазор между зубьями, который в противном случае увеличил бы люфт.
Угол давления зубьев шестерни преобразует тангенциальную силу выходного крутящего момента в радиальную силу, действующую на подшипник волнового генератора.Зубцы гибкого и кругового шлицев входят в зацепление около большой оси эллипса и выходят из зацепления на малой оси эллипса. Обратите внимание, что гибкий шлиц имеет на два зубца меньше, чем круговой шлиц, поэтому каждый раз, когда генератор волн поворачивается на один оборот, гибкий шлиц и круговой шлиц сдвигаются на два зубца. Передаточное число рассчитано:
количество зубьев гибкого шлица ÷ (количество зубьев гибкого колеса — количество зубьев кругового шлица)
Движение зацепления зубьев (кинематика) зубчатого колеса деформационной волны отличается от движения планетарного или прямозубого зубчатого зацепления.Зубья входят в зацепление таким образом, чтобы постоянно зацепляться до 30% зубьев (60 для передаточного числа 100: 1). Это контрастирует с шестью зубьями для планетарной шестерни и одним или двумя зубьями для прямозубой шестерни.
Кроме того, кинематика позволяет зубьям шестерни входить в зацепление с обеих сторон боковой поверхности зуба. Люфт — это разница между расстоянием между зубьями и шириной зуба, и эта разница равна нулю в зубчатой передаче с волновой деформацией.
(Подробнее после галереи. Нажмите на фото для увеличения.)
Как часть конструкции, производитель предварительно нагружает зубья шестерни гибкого шины относительно зубцов круглого шлица на главной оси эллипса .
Зубцы Flexspine и Circular Spline входят в зацепление около большой оси эллипса и выходят из зацепления на малой оси эллипса.Предварительный натяг таков, что напряжения намного ниже предела выносливости материала. По мере износа зубьев шестерни эта упругая радиальная деформация действует как жесткая пружина, чтобы компенсировать пространство между зубьями, которое в противном случае привело бы к увеличению люфта.Это позволяет производительности оставаться неизменной в течение всего срока службы шестерни.
Зубчатая передача с волновой деформацией обеспечивает высокое соотношение крутящего момента к массе и крутящего момента к объему. Легкая конструкция и одноступенчатое передаточное число (до 160: 1) позволяют инженерам использовать шестерни в приложениях, требующих минимального веса или объема. Маленькие двигатели могут использовать большое механическое преимущество передаточного числа 160: 1 для создания компактного, легкого и недорогого корпуса.
Другой профиль зуба для зубчатых передач с волновой деформацией — это зубец S.Такая конструкция позволяет зацеплять большее количество зубьев шестерни. В результате удваивается жесткость на кручение, удваиваются номинальные значения максимального крутящего момента и увеличивается срок службы. Форма зуба S не использует эвольвентную кривую зуба. Вместо этого он использует серию чисто выпуклых и вогнутых дуг окружности, которые соответствуют локусам точек взаимодействия, продиктованным теоретическим анализом и анализом САПР.
Увеличенный радиус фаски корня делает зуб S намного прочнее, чем зуб эвольвентной кривой. Он выдерживает более высокие изгибающие (растягивающие) нагрузки при сохранении безопасного запаса прочности.
Прочтите статью по теме: Как выбрать мотор-редуктор за четыре простых шага
Что такое МЕХАНИЗМ? — Согласно AGMA
Шестерня, как определено на сайте gearsed.com, является «усовершенствованием колеса и оси» [i] и имеет «зубья, которые предназначены для пересечения с зубьями другой шестерни» [ii]. Шестерни в основном используются для передачи мощности или скорости, а также для изменения скорости или направления мощности. Поскольку шестерни можно использовать по-разному, существует несколько различных типов шестерен, таких как прямозубые, косозубые и конические.
Шестерни используются в наборах для передачи мощности, их зубья «сцепляются» вместе, чтобы выполнить эту задачу. Зацепление — это термин, используемый для обозначения, когда два зубца шестерни входят в контакт друг с другом для передачи мощности. В наборе шестерен большая шестерня в наборе называется шестерней, а меньшая из двух наборов — шестерней.
Некоторые из важных терминов, используемых в индустрии зубчатых передач, — это диаметральный шаг, угол давления, а также добавочная и нижняя части зубьев шестерни.Диаметр диаметрального шага — это «количество зубьев шестерни на дюйм ее делительного диаметра». [Iii] Диаметр диаметрального шага важен для производства шестерен, потому что он помогает предоставить много необходимой информации для различных частей производственного процесса. . Диаметральный шаг используется в стандартной версии шестерни, в то время как метрический эквивалент — модуль. Угол сжатия шестерни — это «угол наклона зуба шестерни». Этот угол используется для определения профиля зуба. Некоторые общие углы давления составляют 20 ° и 14 °.5 °, но могут быть и другие углы давления. [Iv]
Дополнение и нижняя часть шестерни относятся к расстояниям между большим диаметром, малым диаметром и теоретическим делительным диаметром, показанным как справочная линия на Рисунке 1. Дополнение внешнего зубчатого колеса — это расстояние между большим диаметром и шагом. диаметр, в то время как основание внешнего зубчатого колеса — это расстояние между малым диаметром и делительным диаметром. Все они взяты в «нормальной» плоскости шестерни. Нормальная плоскость зубчатого колеса — это «плоскость, нормальная к поверхностям зуба в точке контакта и перпендикулярная плоскости шага» [v], в то время как поперечная плоскость — это «плоскость, которая перпендикулярна осевой плоскости и плоскости шага. .В шестернях с параллельными осями поперечная плоскость и плоскость вращения совпадают ». [Vi]
[i] http://www.gearseds.com/files/6.3.1_gear_terms_lesson_rev3.pdf
[ii] http://www.gearseds.com/files/6.3.1_gear_terms_lesson_rev3.pdf
[iii] https://www.cs.cmu.edu/~rapidproto/mechanisms/chpt7.html#HDR115
[iv] http://khkgears.net/gear-knowledge/abcs-gears-b/basic-gear-terminology-calculation/
Рисунок 1: http://khkgears.net/gear-knowledge/abcs-gears-b/basic-gear-terminology-calculation/
[v] http: // www.jaredzone.info/2011/03/gears-and-gearing-definitions.html
[vi] http://www.jaredzone.info/2011/03/gears-and-gearing-definitions.html
Зубчатые колеса — это вращающиеся элементы машины, которые передают крутящий момент от одного вала к другому через врезанные в них зубья. Зубчатые передачи с одинаковым профилем зубьев зацепляются. Это позволяет передавать мощность с ведущего вала на ведомый.
В машинах используются зубчатые колеса различных типов, поскольку они могут быть рассчитаны на различные силы из различных материалов.Их также можно использовать для увеличения / уменьшения скорости вращения, а также для изменения направления вращения.
Gears также может использоваться для перекачивания жидкостей, например, в случае шестеренчатых насосов для жидкого топлива и смазочного масла. Они настолько хорошо зацепляются (образуя поршневой насос прямого действия), что жидкость продвигается вперед с высоким давлением нагнетания.
Они также используются в цепных блоках для легкого подъема тяжелых предметов. Таким образом, шестерни являются основным компонентом большинства оборудования, поскольку они довольно универсальны и способны выполнять множество задач.
В шестернях и звездочках для передачи крутящего момента используются зубья. Хотя вначале они оба выглядят похожими компонентами, есть некоторые заметные различия, которые могут помочь нам с легкостью их идентифицировать.
ЗвездочкаЕсть много типов шестеренок, и каждый предлагает определенные компромиссы. Все сводится к тому, чего дизайнер ожидает от зубчатой передачи. Факторы, которые могут быть приняты во внимание, следующие:
На основе этих факторов выбор дополнительно сужается до того, будут ли шестерни работать на параллельных / непараллельных и пересекающихся / непересекающихся осях.Давайте узнаем немного больше о том, какие варианты есть у каждого и что предлагает каждый из них.
Самый распространенный тип используемого снаряжения. Его простой и эффективный дизайн открывает возможности для широкого спектра применений. Зубья прямозубых шестерен параллельны и прямолинейны на цилиндрическом корпусе шестерни.
В цилиндрических зубчатых колесахиспользуется конфигурация параллельных осей в сопряженных парах. Они отлично подходят для приложений с умеренной нагрузкой и умеренной скоростью и обычно используются в приложениях , где шум и вибрация не являются проблемой .
Для изменения крутящего момента и числа оборотов можно использовать две прямозубые цилиндрические шестерни разного размера. Простая конструкция обеспечивает высокую точность изготовления. Одним из его преимуществ является обеспечение высокого КПД трансмиссии при отсутствии осевой нагрузки на вал.
Некоторые недостатки включают высокий уровень шума и вибрации в высокоскоростных приложениях и большое количество напряжений, которым подвергаются зубья в этой простой конструкции. Это ограничивает его грузоподъемность.
Можно комбинировать прямозубые шестерни с зубчатой рейкой, чтобы преобразовать вращательное движение в поступательное .Стойка состоит из зубцов, нарезанных прямым рядом на ровной поверхности. Эти зубья имеют тот же профиль, что и прямозубая шестерня.
Зубья прямозубой шестерни сопрягаются с зубьями на рейке так же, как они входят в зацепление с другой прямозубой шестерней. Когда шестерня вращается, она толкает рейку по прямой.
Система зубчатой рейки, также известная как система реечной передачи, находит применение во многих продуктах, таких как автомобили, подъемники, железные дороги и т. Д. Она используется для точной настройки параметров машинного оборудования, например, для контроля количества топлива, которое поступает в систему. дизель-генератор через ТНВД.
можно также комбинировать с внутренним зубчатым колесом для создания планетарной зубчатой передачи. Зубья внутреннего зубчатого колеса находятся внутри кольцевого зубчатого колеса. Эта шестерня соединяется с цилиндрическими шестернями, размещенными внутри нее, для передачи движения.
Механизмы с внутренним зацеплением бывают трех типов: планетарные, солнечные и звездчатые. В зависимости от применения и других относящихся к делу факторов могут быть созданы различные передаточные числа скоростей наряду с желаемым направлением вращения.
Внутренние шестерни используются в различных отраслях промышленности, где они обычно используются в качестве редукторов. Они идеально подходят для изменения передаточного числа в велосипедах, часах и автоматической трансмиссии в автомобилях.
Цилиндрические шестерни аналогичны цилиндрическим зубчатым колесам по конструкции и применению, поскольку в них используется та же конфигурация параллельных осей с параллельными зубьями. Зубцы, однако, расположены под таким углом, что, если бы мы удлинили их, они образовали бы спираль вокруг вала, отсюда и название.
В отличие от цилиндрических шестерен, зубья косозубых шестерен постепенно контактируют друг с другом. Это позволяет избежать ударной нагрузки на зубы. Благодаря этой особенности постепенного нагружения одновременно контактируют более одной пары зубьев. Распределение нагрузки позволяет косозубым зубчатым колесам выдерживать более высокие нагрузки по сравнению с цилиндрическими зубчатыми колесами .
Постепенная загрузка также снижает шум и вибрацию, что делает этот тип идеальным для высоких нагрузок и высокоскоростных приложений .
Использование косозубых шестерен создает осевые нагрузки, поэтому они должны поддерживаться упорными подшипниками.Пара сопряженных косозубых шестерен состоит из одной левой и одной правой винтовой шестерни, в отличие от цилиндрических шестерен, у которых зубья всегда параллельны оси.
Двойные косозубые шестерни — это особый вид косозубых шестерен. Они были созданы для преодоления высоких осевых нагрузок, связанных с одинарными косозубыми зубчатыми колесами.
Двойные косозубые шестерни объединяют две противоположные ориентации зубьев вместе, обычно вдоль середины торца шестерни. Осевое усилие, создаваемое левым зубом, сводится на нет правым зубом, что устраняет необходимость в упорном подшипнике.
Типичные варианты использования двойных косозубых передач включают первичные двигатели, такие как газовые турбины и генераторы. Они также находят применение в вентиляторах, насосах и компрессорах.
Как и в случае одинарных косозубых шестерен, двойные косозубые шестерни также обеспечивают плавную и бесшумную работу на всех скоростях .
Зубчатая передача «в елочку» — это особый тип двойной косозубой шестерни. В то время как косозубая шестерня имеет канавку посередине между зубьями, шестеренчатая шестерня — нет.
Такая конструкция помогает нейтрализовать осевые силы на каждом комплекте зубьев. Таким образом, допустимы большие углы, так как меньше опасность отказа.
Обычно используется конфигурация пересекающихся осей, когда два вала перпендикулярны друг другу. Мощность передается от шестерни в елочку на обычную двойную косозубую шестерню.
Зубчатая передача не создает осевого усилия , а обеспечивает более тихую, плавную и эффективную работу при всех скоростях и нагрузках .
Винтовая шестерня также известна как косозубая шестерня. Они используются для передачи движения между непараллельными непересекающимися валами.
В то время как косозубые шестерни обычно входят в зацепление между параллельными валами, винтовые шестерни — под углом 90 градусов.
Зубья винтовой передачи имеют форму спирали. Они образуют точку контакта между двумя шестернями и, следовательно, не очень подходят для высоких нагрузок и высокоскоростных приложений . У них также низкий КПД по сравнению с другими косозубыми шестернями.
Уникальной особенностью винтовых передач является то, что они используют одну и ту же ручную пару при включении. Движение передается, когда одни и те же пары рук скользят друг по другу. Поэтому смазка винтовых передач является необходимостью. Нет ограничений по сочетанию количества зубов.
Типы зубчатых колес, которые мы называем коническими, имеют коническую форму, поэтому зубья расположены на конической поверхности. Верх конуса отрублен. Две ответные шестерни обычно размещаются на перпендикулярных пересекающихся осях вала.
Одно из наиболее распространенных применений конических шестерен — это для изменения оси передачи мощности. При этом обороты и крутящий момент могут быть изменены по мере необходимости путем изменения размера шестерни.
Также есть возможность увеличить или уменьшить угол между валами. Два вала не обязательно должны быть точно перпендикулярными.
Из-за конструкции конической шестерни, когда два сопряженных зуба соприкасаются, контакт происходит сразу, а не постепенно. Таким образом, возникает такая же проблема высоких нагрузок, как и в случае прямозубых шестерен.
Это ударопрочная стыковка производит больше шума и вызывает чрезмерную нагрузку на зуб шестерни . Высокое напряжение в конечном итоге влияет на долговечность и срок службы конической шестерни.
Это также влияет на тип приложений, для которых они используются. Прямые конические шестерни обычно используются на низких оборотах (менее 500 об / мин или окружная скорость 2 м / с).
Несмотря на эти ограничения, они находят применение во многих отраслях промышленности. Некоторое оборудование, в котором используются конические шестерни, — это автомобили, насосы, станки (фрезерные и токарные), оборудование для упаковки пищевых продуктов, регулирующие клапаны для жидкости и садовое оборудование.Они также наиболее просты в изготовлении и, следовательно, вполне доступны по цене и доступны в различных размерах.
Спирально-конические зубчатые колеса используются для преодоления ограничений, связанных с прямолинейными коническими зубчатыми колесами. Как следует из названия, зубья спирально-конической шестерни расположены в форме спирали.
Когда две спиральные шестерни соприкасаются, это происходит постепенно. Это позволяет избежать ударной нагрузки на зубья, поскольку предыдущая пара зубьев шестерни (которая теперь теряет контакт) все еще несет некоторую нагрузку.От этой пары новая сопряженная пара принимает на себя нагрузку медленно.
Это делает работу плавной и тихой . Это также увеличивает безопасную грузоподъемность шестерни. Таким образом, спирально-конические шестерни находят применение в приложениях с высокими требованиями (скорости более 500 об / мин) для безопасной и надежной работы.
Некоторые из этих приложений — передача мощности, автомобильные дифференциалы, робототехника, носовые и кормовые подруливающие устройства на судах.
Торцевые шестерни — конические шестерни с передаточным числом 1: 1.Зацепляющая пара всегда будет иметь одинаковое количество зубцов. Они передают мощность между пересекающимися осями.
Угловые шестерни используются в станках , чтобы изменить направление вращения только . Они не вызывают изменения частоты вращения вала или крутящего момента.
Торцовочная шестерня может быть прямой или спиральной. Преимущество прямых угловых передач состоит в том, что они не сталкиваются с осевой нагрузкой. Но они имеют ограничения, присущие прямым коническим зубчатым колесам. Спиральные угловые шестерни создают осевое усилие, поэтому необходимы упорные подшипники.
Торцевые шестерни обычно входят в зацепление под углом 90 градусов. Но они могут быть изготовлены и для сопряжения под другими углами. Если они соединяются под любым другим углом от 0 до 180, они известны как угловые косые шестерни. Наиболее распространенный диапазон угловых угловых передач — от 45 до 120 градусов.
Гипоидная шестерня напоминает спирально-коническую шестерню, но с некоторыми заметными отличиями. В отличие от спиральных шестерен, валы гипоидных шестерен не пересекаются.
Гипоидная шестерня расположена смещенной относительно ведущей шестерни, которая обычно представляет собой коническую шестерню со спиральными зубьями. Такое расположение гипоидной передачи приводит к большему контакту при сцеплении. Это улучшает грузоподъемность, а также долговечность системы трансмиссии.
Еще одно отличие — форма гипоидной передачи. Корпус шестерни имеет форму вращающегося гиперболоида.
Конус образуется, когда прямоугольный треугольник вращается вокруг одной из сторон, образующих прямой угол.Если мы заменим гипотенузу (которая является прямой линией) прямоугольного треугольника на гиперболу и повернем ее вокруг того же ребра, мы получим форму гиперболоида.
Эта форма идеально сочетается со спирально-конической шестерней без каких-либо препятствий, так как две ответные шестерни расположены немного в стороне.
По сравнению с коническими шестернями, гипоидные шестерни обеспечивают более высокое снижение скорости из-за их большого передаточного отношения. Увеличенный контакт также обеспечивает более высокую передачу нагрузки при подавлении шума и вибрации .
Однако сетка сложна, и производство тоже затруднено. Гипоидные передачи используются в автомобильных дифференциальных системах.
Гипоидные передачи имеют некоторое сходство с червячными передачами, но имеют определенные преимущества перед ними. Во-первых, меньше скольжения, что снижает энергопотребление. Во-вторых, смещение между двумя шестернями меньше, что экономит место. Наконец, обе шестерни могут подвергаться термообработке, что придает большую жесткость, уменьшая размер используемых шестерен.
В червячной передаче червяк входит в зацепление с червячным колесом, и происходит передача движения.Червячная передача похожа на винт и при вращении входит в зацепление с цилиндрической шестерней, иногда также известной как червячное колесо.
Эта система используется для передачи движения между двумя непараллельными, непересекающимися валами. Червячные передачи имеют одно из самых высоких передаточных чисел .
Уникальной особенностью этой зубчатой передачи является возможность блокировки вращения зубчатой пары. Это связано с тем, что червячное колесо не может повернуть червячную передачу, если она установлена под определенным углом. Однако червячная передача может поворачивать червячное колесо на любой угол.Это свойство используется в приложениях , требующих самоблокирующихся механизмов .
Однако червячные передачиимеют определенные недостатки. КПД трансмиссии не так хорош по сравнению с другими передачами. Кроме того, тот факт, что во время трансмиссии происходит скольжение между червяком и червячным колесом, требует внимания к смазке. Постоянная смазка — основа бесперебойной работы.
Червячные передачи широко используются в автомобилях, системах рулевого управления, лифтах и системах транспортировки материалов.
Теперь, когда у нас есть общее представление о различных типах зубчатых колес, мы можем лучше изучить технические аспекты и понять значение различных терминов, которые могут встретиться при изучении зубчатых колес.
Это максимальный диаметр шестерни. Это расстояние от центра корпуса шестерни до вершины зуба. Внешний диаметр обозначает крайнюю протяженность шестерни.
Делительная окружность двух зацепляющих шестерен касается друг друга в точке соприкосновения зубьев сцепления.Он проходит примерно по центру зуба шестерни. Шаговый круг — это место, где происходит передача движения, и, следовательно, этот круг используется для всех расчетных целей. Точка касания шестерен называется точкой тангажа.
Это расстояние между центрами двух сопряженных шестерен системы. Важно правильно установить это расстояние для эффективной передачи крутящего момента. Он рассчитывается путем сложения диаметра делительной окружности двух шестерен и деления на два.
Корень — это точка, в которой зуб соединяется с корпусом шестерни. Это желоб между самой нижней частью двух соседних зубцов шестерни.
Диаметр корня — это расстояние между центром корпуса шестерни и основанием зуба шестерни. Высота зуба двух сопряженных шестерен должна быть обрезана таким образом, чтобы она не превышала основание шестерни, чтобы предотвратить контакт вершины зуба с корнем другой шестерни во время вращения.
Шаг определяется как расстояние между одной и той же точкой на двух соседних зубьях шестерни.Его можно легко вычислить, разделив длину окружности шестерни в этой точке на количество зубьев.
Но слово «шаг» может сбивать с толку, поскольку в разных точках по высоте зуба значения будут разными. Таким образом, диаметр необходимо указать. Некоторые популярные шаги — это круговой, нормальный базовый и угловой. Круговой шаг — это расстояние между одинаковыми точками на двух поверхностях зубьев по делительной окружности.
Диаметр зуба информирует нас о плотности зуба.Он рассчитывается путем деления общего количества зубьев шестерни на диаметр делительной окружности. Единица измерения — количество зубьев на метр.
Профиль зуба — это форма зуба шестерни. Мы можем выбирать из множества различных вариантов. Мы могли бы сделать их прямоугольными, треугольными, в форме дуги окружности или перейти к более сложным формам, таким как парабола или эвольвента.
Однако простые формы, такие как прямоугольники и треугольники, создают сильную вибрацию, шум и будут очень неэффективными из-за чрезмерного скольжения.Сложные формы повышают эффективность и обеспечивают бесшумную работу. Давайте посмотрим, какие типы профилей используются сегодня.
Это наиболее широко используемый профиль зуба. Есть определенные преимущества использования эвольвентных шестерен, например:
• Легко и недорого в производстве
• Может компенсировать небольшие отклонения в межосевом расстоянии.
• Высокая толщина корня придает прочность
• Постоянный угол давления во время работы обеспечивает плавность работы
Циклоидальный профиль зуба является вторым наиболее часто используемым профилем.Этот профиль обеспечивает одинаковый износ всего зуба. Зубья циклоидальной шестерни находят применение в часах и инструментах. Он редко используется для интенсивных применений, так как его трудно производить.
Этот профиль не так популярен, но его преимущество заключается в медленном износе из-за неравномерности дуги. Он подразделяется на два типа: одинарная дуга и составная дуга.
Как следует из названия, зуб имеет цилиндрическую форму, которая совпадает с другой шестерней.Иногда выпуклая дуга может соответствовать вогнутой дуге для лучшей передачи. Однако этот профиль сложно создать по сравнению с эвольвентным профилем.
Шестерни производятся из различных материалов, и этот выбор также повлияет на метод обработки поверхности, который может быть выбран для улучшения характеристик.
Шестерни могут изготавливаться из различных металлов, а также неметаллов, таких как сталь, чугун, пластик, нейлон и волокна.Каждый материал имеет свои характерные особенности:
Обычно перед вводом в эксплуатацию требуется поверхностная обработка шестерен. Двумя полезными методами чистовой обработки поверхности зубчатых колес являются шлифование и термообработка.
Шлифовальные зубья шестерни делают их гладкими и бесшумными. Однако это увеличивает конечную стоимость производства.
Существует множество методов термообработки для улучшения прочности, чистоты поверхности и долговечности шестерен. Некоторые из этих процедур — науглероживание, отжиг, отпуск, поверхностное упрочнение и нормализация.
В зависимости от используемого материала и применяемой технологии шестерни могут быть прочными, термостойкими, твердыми и долговечными.
а. Зубчатая часть машины, такая как колесо или цилиндр, которая входит в зацепление с другой зубчатой частью для передачи движения или изменения скорости или направления.
б. Полный узел, выполняющий определенную функцию в более крупной машине.
с. Конфигурация трансмиссии для определенного отношения крутящего момента двигателя к оси в автомобиле.
2. Оборудование, такое как инструменты или одежда, используемое для определенного вида деятельности: рыболовные снасти. См. Раздел «Синонимы в оборудовании». 3.а. Одежда и аксессуары: новейшее снаряжение для подростков.
б. Личные вещи, включая одежду: вещи хранятся в багажнике.
4. Упряжь для лошади.
5. Морскойa. Судовая оснастка.
б. Личные вещи моряка.
v. шестерни , шестерни , шестерни
v. tr. 1.а. Для оснащения шестернями.
б. Для соединения шестеренчатым.
с. Включить передачу.
2. Приспособить или адаптировать так, чтобы сделать его подходящим: ориентировал речь на консервативную аудиторию.
3. Обеспечить редуктором; оборудовать.
v. внутр.1. Для включения или включения передачи.
2. Для переключения коробки передач: пониженная передача для прохождения кривой.
3. Регулируется для соответствия или смешивания.
Фразовый глагол: gear upЧтобы подготовиться или повод подготовиться к предстоящему действию или событию: группа инвесторов, которые подготовились к борьбе за поглощение; приготовились к спору.
[среднеанглийский gere, equipment , из древнескандинавского gervi; akin to gera, to do, make, make ready .]
Словарь английского языка American Heritage®, пятое издание. Авторские права © 2016 Издательская компания Houghton Mifflin Harcourt. Опубликовано Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.
1. (Машиностроение) зубчатое колесо, которое зацепляется с другим зубчатым колесом или с рейкой для изменения скорости или направления передаваемого движения
2. (Машиностроение) механизм для передачи движения с помощью шестерен, особенно для конкретной цели: рулевой механизм лодки.
3. (Automotive Engineering) зацепление или определенное передаточное число системы шестерен: в передаче; высокая передача.
4. личное снаряжение и экипировка; вещи
5. инвентарь и принадлежности для определенного вида деятельности, спорта и т.д .: рыболовные снасти.
6. (морские термины) морские все оборудование или принадлежности, принадлежащие определенному судну, матросу и т. Д.
8. (Одежда и мода) неформальная современная одежда и аксессуары, особенно те, которые покупают молодые люди
9. сленгa. краденое
б. запрещенные наркотики
10. (обучение лошадям, верховая езда и манеж) менее распространенное слово для упряжи 111. в снаряжении работает или работает эффективно или правильно
12. вне снаряжения вышло из строя; не работает должным образом
vb13. ( tr ), чтобы приспособить или приспособить (одно), чтобы соответствовать другому или работать с другим: привести нашу продукцию в соответствие с текущим спросом.
14. (Машиностроение) ( tr ) для оснащения или соединения шестернями
15. (Машиностроение) ( intr ) для включения или включения передачи
16. (Обучение лошадям, верховая езда и манеж) ( tr ) для оснащения упряжи
[C13: со старонорвежского gervi; относится к староверхненемецкому garawī equipment, староанглийскому gearwe ]
ˈgearless adj
Collins English Dictionary — Complete and Unabridged, 12-е издание 2014 © HarperCollins Publishers 1991, 1994, 1998, 2000, 2003 , 2006, 2007, 2009, 2011, 2014
а. часть, такая как диск, колесо или секция вала, имеющая нарезанные зубья такой формы, размера и расстояния, что они входят в зацепление с зубьями в другой части для передачи или приема силы и движения.
б. сборка таких деталей.
2. приспособления, инструменты или аппаратура, в т.ч. как используется для определенного занятия или деятельности; атрибутика: рыболовные снасти.
3. ремни безопасности, в т.ч. лошадей.
4. оснастка корабля или конкретного паруса или рангоута.
5. переносные личные вещи, включая одежду.
6. одежда; одежда.
7. броня или оружие.
в.т.8. для передачи или соединения посредством зубчатой передачи.
9. для включения или включения передачи.
10. для обеспечения редуктора; поставлять; оборудовать.
11. , чтобы подготовиться, приспособиться или адаптироваться к конкретной ситуации, человеку и т. Д .: ориентировали свою продукцию на сезонные потребности.
в.и.12. точно подогнать одну часть зубчатой передачи к другой.
13. снаряжение, , чтобы подготовиться к будущему событию или ситуации.
прил.14. Сленг. отлично; замечательный.
Идиомы:на высокой передаче или на высокой передаче, на максимальной скорости и эффективности или в состоянии максимальной скорости.
[1150–1200; Среднеанглийский gere <старонорвежский gervi, gørvi; сродни древнеанглийскому gearwe equipment]
без редуктора, прил.
Random House Словарь колледжа Кернермана Вебстера © 2010 K Dictionaries Ltd. Авторские права 2005, 1997, 1991, Random House, Inc. Все права защищены.
шестерняШестерни могут использоваться для реверсирования (1) или иного изменения (2,3) направления вращения. Шестерни разного размера (1-4) изменяют скорость вращения.
Колесо с зубьями на ободе, которые входят в зацепление с зубьями другого колеса для передачи движения. Шестерни используются для передачи мощности (как в трансмиссии автомобиля) или изменения направления движения в механизме (как в дифференциальной оси). Скорость в различных частях машины обычно определяется расположением шестерен.
Научный словарь для студентов American Heritage®, второе издание. Авторские права © 2014 Издательская компания Houghton Mifflin Harcourt.Опубликовано Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.
Словарь мелочей Farlex. © 2012 Farlex, Inc. Все права защищены.
Общий термин для набора лонжеронов, канатов, блоков и оборудования, используемых для подъема и укладки грузов и судовых запасов.
Словарь военных и смежных терминов. Министерство обороны США, 2005 г.
Словарь собирательных существительных и групповых терминов. Copyright 2008 The Gale Group, Inc. Все права защищены.
ИмперативноеПредставленноеПретеритеПрисутствующее НепрерывноеПредставленное PerfectPast ContinuousPast PerfectFutureFutureFuture PerfectFuture ContinuousPresent ContinuousFutureFutureFuture PerfectFuture ContinuousPresent ContinuousFuturePreterite Perfect Continuous
| Preterite |
|---|
| мы с редуктором |
| с редуктором |
| с редуктором |
| Present Continuous |
|---|
| I am с редуктором |
| он / она / это зацепляем |
| мы зацепляем |
| вы зацепляете |
| они зацепляются |
| у вас есть редуктор |
| он / она / она зацепили |
| мы зацепили |
| вы зацепили |
| они зацепили |
| Я был зацепил |
| вы зацепили |
| он / она / это было зацепление |
| мы зацепили |
| вы зацепили |
| У меня было снаряжение |
| у вас было снаряжение |
| ч е / она / оно было с редуктором |
| у нас было редуктором |
| у вас было редуктором |
| у них было редуктором |
| Future | |
|---|---|
| he / she / it will gear | |
| we will gear | |
| you will gear | |
| они будут шестерни |
| Future Perfect | |
|---|---|
| i will | |
| у вас будет редуктор | |
| он / она / она будет в редукторе | |
| у вас будет редуктор | |
| у вас будет редуктор | |
| они будут в редукторе |
| Present Perfect Continuous | |
|---|---|
| Я использовал передачи | 22 912 |
| он / она / оно было зацепление | |
| мы использовали зацепление | |
| вы использовали зацепление | |
| они использовали передачу |
| Future Perfect Continuous |
|---|
| у вас будет передача |
| он / она / она будет в передаче |
| у нас будет передача |
| у вас будет передача |
| они будут была передача |
| Past Perfect Непрерывная |
|---|
| Я был передача |
| у вас была передача |
| он / она / она была передача |
| у нас была передача |
| у вас была передача |
| у них была передача |
| Условно |
| Я бы переделал |
| вы бы зацепили |
| он / она / это бы зацепили |
| мы бы зацепили |
| вы бы зацепили |
| Прошлый условный |
|---|
| Я бы зацепил |
| вы бы зацепили |
| он / она бы зацепили |
| мы бы зацепили |
| 22 912 |
| они бы приспособились |
Collins English Verb Tables © HarperCollins Publishers 2011
.