Зубчатая передача: особенности конструкции
26 января 2023 16:28
// Советы покупателям
Зубчатая передача – это конструкционный элемент механизма, необходимый, чтобы передавать усилие по системе. Раньше для этой цели использовался специальный ремень
Зубчатая передача – это конструкционный элемент механизма, необходимый, чтобы передавать усилие по системе. Раньше для этой цели использовался специальный ремень. Но у такого механизма был серьёзный недостаток: материалы, из которых делается ремень не прочный. Поэтому они быстро изнашивались, а значит, требовалась частичная или полная замена. Использование зубчатой передачи позволило полностью исключить из механизма ремни. Они позволяют передавать усилие от одного элемента механизма напрямую к другому.
Чтобы достигнуть такого эффекта, внешние части каждой детали соприкасаются между собой. Таким образом, когда вращается один элемент, он задевает другой, заставляя двигаться уже его. Тогда происходит передача усилия от одного механизма другому. Существует множество видов зубчатых передач, каждый из которых рассчитан на работу с определённым крутящим моментом. При этом КПД таким систем достаточно высокое, потому что при передаче теряется лишь минимальная часть усилия.
Используя разные материалы и покрытия для них, получают шестерни, способные выдерживать крайне высокие крутящие моменты и большую нагрузку, не теряя КПД. Эффективность зубчатых передач понималась людьми всегда, поэтому такой механизм используется давно. А сейчас его можно встретить в самых разных механизмах: от самолётов до часов.
Рассмотрим части конструкции зубчатой передачи подробнее:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
Если следовать инженерной терминологией, то зубчатая передача – это любая деталь, помогающая передавать вращающее усилие по цепочке. При этом это должна быть шестерня, способна воспринять и передать крутящий момент другой шестерне.Чтобы достигнуть такого эффекта, внешние части каждой детали соприкасаются между собой. Таким образом, когда вращается один элемент, он задевает другой, заставляя двигаться уже его. Тогда происходит передача усилия от одного механизма другому. Существует множество видов зубчатых передач, каждый из которых рассчитан на работу с определённым крутящим моментом. При этом КПД таким систем достаточно высокое, потому что при передаче теряется лишь минимальная часть усилия.
Используя разные материалы и покрытия для них, получают шестерни, способные выдерживать крайне высокие крутящие моменты и большую нагрузку, не теряя КПД. Эффективность зубчатых передач понималась людьми всегда, поэтому такой механизм используется давно. А сейчас его можно встретить в самых разных механизмах: от самолётов до часов.
КОНСТРУКЦИЯ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
Зубчатая передача в своей основе – очень простая деталь. Такая конструкция делает её надёжной, потому что, чем меньше компонентов в механизме, тем ниже вероятность, что один из них сломается. Благодаря этому, шестерни устанавливаются в механизмы, рассчитанные на десятки лет непрерывной эксплуатации. Они обладают высокой износостойкостью, выдерживая постоянные интенсивные нагрузки.Рассмотрим части конструкции зубчатой передачи подробнее:
- Шестерня или зубчатое колесо
Важнейший элемент, отвечающий за передачу усилия между деталями. В зубчатой передаче задействовано сразу 2 колеса. Они соприкасаются друг с другом, передавая крутящий момент между собой. У них разные размеры, одна является главной, а вторая ведомой. Количество зубьев, габариты колёс, сила зацепления и другие факторы влияют на силу крутящего момента, которую создаёт механизм; - Корпус
На нём фиксируются все остальные компоненты передачи. Также в нём находятся смазочные материалы, которые подаются на колёса и другие компоненты, чтобы снизить нагрузку на них, уменьшив скорость износа. Корпус должен быть устойчив к коррозии и прочен, поэтому его делают из соответствующего материала, например, чугуна. При этом форма корпуса может быть разной. Она зависит от сферы, в которой применяется передача и её классификации; - Вал
По нему к зубчатым колёсам передаётся усилие и крутящий момент от других компонентов системы, например, электродвигателя. Вал вставляет в него, приобретая необходимую силу кручения. При этом сам вал закрепляется на несколько подшипников, чтобы у него осталась возможность вращаться вокруг своей оси. В зависимости от сферы применения, исполнение вала бывает разным.
КЛАССИФИКАЦИЯ
Из-за большого распространения конструкции, её приспособили под самые разные задачи. Из-за этого и видов передач бывает множество. Классификации есть самые разные, они определяются назначение, видом, характеристиками, конструкционными особенностями и другими свойствами передачи. Рассмотрим наиболее популярные и важные способы классифицировать зубчатые передачи:- Наружные и внутренние. Эта классификация основывается не на месте установки детали, а на расположении зубьев. Производительность механизма зависит от особенностей конструкции. Чаще всего используют наружные зубья, но не во всех случаях они показывают больший КПД;
- Форма и конструкция корпуса. Она бывает закрытой или открытой. Последняя может исправно функционировать без подачи масла или другого смазочного материала. Закрытие механизмы на сухую работать не могут: стабильная эксплуатация возможна только при постоянной подаче смазки;
- Пересекающиеся, параллельные с перекрещивающиеся. Эта классификация касается расположения зубчатых колёс относительно друг друга. Самым простым в исполнении считается параллельный вид колёс. Поэтому они самые надёжные и используются чаще всего. Но в нестандартных механизмах применяются и другие способы расположения шестерёнок;
- Количество оборотов. Оно зависит от многих факторов. Под определённое усилие разрабатываются специальные передачи. Они способны выдерживать подобную нагрузку, не теряя КПД при передаче крутящего момента.
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ
Зубчатые передачи используются повсеместно, потому что обладают рядом преимуществ:- Простота регулировки скорости: она определяется местом установки, настройками и характеристиками кругов;
- Компактность. Такой механизм имеет небольшие габариты, что экономит место, позволяя занимать его другими деталями и уменьшая общий размер оборудования;
- Долговечность. Продолжительный срок службы обеспечивается за счёт нескольких факторов: прочность материалов, отсутствие хрупких компонентов, закалённая часть, на которую оказывается большая нагрузка, простота конструкции;
- Высокое КПД. Позволяет не терять часть крутящего момента при его передаче от источника тока к механизму.
- Из-за сложности форм детали производятся только промышленным путём. Создать передачу кустарным методом не получится;
- Нет возможности изменить темп прямо во время работы;
- Такой способ передачи крутящего момента не может быть бесшумным. Причём, чем больше скорость, тем больше шума механизм создаёт.
СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ
Существует множество отраслей, где используется зубчатая передача. В каждой из них она выполняет собственную задачу и имеет особую конфигурацию:- Конвейерные системы. Используются колёса с планетарным и параллельным приводом, которые работают больших скоростях для передачи крутящего момента от двигателя к конвейеру;
- Редукторы автомобилей. Для бесшумного и плавного преобразования крутящего момента внутри автомобиля требуются редукторы, в основе которых лежит зубчатая передача;
- Морское оборудование. На многих кораблях, например, яхтах, катерах, паромах и фрегатах используется механизм зубчатой передачи. Эта система прижилась в морских судах, благодаря своей устойчивости к коррозии, прочности и надёжности;
- Горнодобывающие редукторы. Для обеспечения бесперебойной передачи энергии к подземным и наземным машинам используется система из шестерёнок. Они отлично показывают себя в экстремальных условиях. Чаще всего используются цилиндрические, червячные, спиральные и звездообразные системы;
- Колёса для электростанций. На электростанциях используются передачи из самых качественных материалов. Они должны работать на высокой скорости, воспринимая большую нагрузку без остановки;
- Сельское хозяйство. В агропромышленном комплексе тоже распространены редукторы. Они используются в оборудовании, решающем самые разные задачи: посев, обработка почвы, вспашка, борьба с вредителями, полив и т.д.;
- Промышленность. Зубчатые колёса с муфтами востребованы на угольных мельницах, сахарных заводах, трубопрокатных предприятиях, песчаном производстве и во многих других сферах.
- Комментарии
Загрузка комментариев...