Зубчатые колеса: вся самая важная информация

Зубчатые колеса – важные элементы, которые часто используются во вращательных узлах промышленного оборудования, автомобильной технике и т. д. В продаже доступно большое количество зубчатых колес, поэтому нужно быть максимально внимательными в выборе.

Виды

Основные виды зубчатых колес выглядят так:

• Цилиндрические. Простые конструкции небольшого размера с высокой надежностью. Подходят для параллельно расположенных валов.
• Планетарные. В этом варианте ось подвижна и может следовать заданной траектории. Механизм обладает стандартными размерами и весом. Из преимуществ также стоит выделить низкий уровень шума.
• Реечные. Сама зубчатка имеет цилиндрическую форму и соединена с прямой рейкой. Во время активной работы изделие прочно закрепляется в одном положении. Рейка при этом может перемещаться из одной стороны в другую. Зубья зацепляются между собой и работают бесшумно.
• Червячные. Эксплуатируются совместно с червячным валом. Такой вид подходит для тех агрегатов, где важен высокий крутящий момент. Вращения равномерно передаются между валами, расположенными под прямым углом. Соединение данных шестерней плотное, поэтому во время работы не создается никаких посторонних шумов или вибраций.
• Конические. Зубья могут быть прямыми или слегка наклоненными в стороны. Применяются для передачи вращений под прямым углом.
• Спироидные. Комплектующие шестерни конической формы. Основное крепление происходит на торцах с помощью острых зубьев.
• Гипоидные. Этот вид используется там, где важна не постоянно высокая скорость, а возможность ее плавного снижения/повышения. Сама зубчатка имеет форму конуса, а зубья прикреплены в форме спирали.

Конструкция обязательно должна тщательно выверяться еще до начала эксплуатации.

Самые частые в применении зубчатые колеса имеют цилиндрическую форму. Все остальные варианты эксплуатируются реже.

Принцип работы

Основой работы любого вида является достаточная передача мощности. Зубцы передачи находятся в постоянном контакте друг с другом, что позволяет менять направление, интенсивность, скорость движения. В составе одного механизма может находиться сразу несколько пар зубчаток. Все зависит от вида шестерни и его целей эксплуатации.

Во время активной работы должны соблюдаться следующие правила:

• Большую роль играет правильное расположение венца и зубьев. Если они размещены строго по инструкции, то весь механизм будет работать правильно.
• Зубья должны плотно прилегать друг к другу. Нельзя использовать разные виды шестерней в одном механизме. Если сделать это, шестерни рискуют быстро прийти в негодность.
• Два зубчатых колеса необходимо прикрепить так, чтобы они размещались в одной плоскости. Только в том случае они начнут работать плавно.

Отличительные черты

Зубчатое колесо – главный элемент, использующийся в зубчатых передачах. Их устройство простое и при этом чрезвычайно надежно. Они состоят всего из двух элементов: венца с зубьями и колесного вала. Зубья могут иметь разные размеры, в зависимости от сферы применения. Именно эти элементы обеспечивают передачу крутящего момента между двумя валами. Механизм зубчатого колеса также является простым.

Мест использования много. Вот лишь небольшая часть:

• Сельскохозяйственная техника. Шестерни есть в комбайнах, тракторах, других машинах.
• Механические часы. Шестерни обеспечивают точность хода стрелок.
• Автомобильная промышленность. Используются во всех аппаратах, где важна точность и стабильность вращательного движения.
• Строительство. Шестерни помогают поднимать/опускать тяжелые грузы.

Шестерни просты в установке, не требуют никакого специфического обслуживания. Основные параметры зубчатых колес будут подробно описаны ниже.

Конструкция и основные параметры

Параметры зубчатого колеса важны, их стоит знать еще до покупки шестерни. Если размеры будут подобраны неверно, то высок риск полного выхода из строя оборудования, куда будут помещаться шестерни. Подробнее рассмотрим основные элементы конструкции и их назначения:

• Основание. Главный элемент, на котором располагаются зубья. От качества основания зависит общий срок службы изделия.
• Зубья. Могут иметь разную форму и расположение. Основная задача – передача вращений от одной зубчатки к другой.
• Отверстие. Находится посередине изделия. С его помощью шестерня крепится на вал.
• Боковые поверхности. Играют большую роль, так как благодаря им обеспечивается правильность вращения зубьев.

Также при выборе стоит смотреть на окружности зубчатых колес. Вот описания диаметров и их назначения:

• Корневой диаметр. Он касается внутренних концов зубьев. Диаметр помогает определить минимально допустимый размер, при котором основание одного зубчатого колеса не будет контактировать с другим.
• Внешний диаметр. Определяет максимальный размер зубчатки. Изменения начинаются от наружного конца зубьев.
• Основной диаметр. Один из самых важных параметров. На основании него можно определить геометрию зубьев, а также их прочность.

Все эти параметры активно используются инженерами и проектировщиками во время изготовления. Обязательно должен соблюдаться гост зубчатых колес. Это гарантия высокого качества и надежности.

Материалы изготовления

Для создания шестерней часто используют качественную сталь. Она очень прочная и способна выдерживать высокие нагрузки. Если нужна повышенная прочность, то дополнительно производится термообработка. Сталь хороша тем, что стойко переносит различные деформации и не меняет свою первоначальную форму. Долгий срок службы гарантирован даже после интенсивной эксплуатации.

Еще одним материалом является серый чугун. Он менее востребован чем сталь, но при этом агрегаты из него все еще встречаются в продаже. Чугун незаменим при изготовлении габаритных шестерней. Материал не требователен к составу технических смазок, поэтому можно использовать любые из них.

Материалы зубчатых колес играют важную роль. Если агрегаты нужны для легких механизмов, то можно присмотреться к бронзе, пластику или текстолиту. Эти материалы менее прочные, но для не сильных нагрузок они как раз подойдут.

Советы и рекомендации по выбору

От выбора зубчатого колеса зависит качество и работа всей системы в целом. Вот список основных советов:

• Определение основной задачи. Сначала требуется четко понять, какие задачи возлагаются на изделие. Если выбрать неподходящее зубчатое колесо, то во время активной эксплуатации оно может сломаться.
• Точность. Есть определенные механизмы, для которых важна высокая точность зубчаток. Например, это механические часы. Огромную роль будет играть диаметр.
• Модуль и число зубьев. Модуль зубчатого колеса влияет на общие размеры. Он должен выбираться согласно требуемой скорости и моменту вращения.
• Материал. Важен при выборе. Для начала покупатель должен понять будущие цели эксплуатации. Если будут высокие нагрузки, то подойдет сталь или чугун. Они наиболее прочные, не подверженные деформации материалы.
• Виды. Они были подробно рассмотрены выше.
• Расстояние между зубьями. Шаг зубчатого колеса высчитывается по формуле p=π∙m. Его следует узнать до покупки.

При необходимости проводится расчет зубчатого колеса.

Преимущества и недостатки

Положительные стороны выглядят следующим образом:

• Высокая точность. Если шестерня была спроектирована верно, то она сможет обеспечить высокую скорость работы.
• Повышенная эффективность. Агрегаты имеют высокий КПД, что делает их полезными для большинства промышленных аппаратов или автомобилей.
• Высокая скорость вращения. Шестерни имеют небольшие размеры. Но это не мешает им обеспечивать вращение валов с большой скоростью.
• Надежность. Если шестерни правильно эксплуатируют, своевременно обслуживают, то они смогут прослужить длительное время. Главное – не допускать чрезмерные нагрузки.

Совсем без минусов обойтись не удалось. Вот их список:

• Сложности производства. Сначала создается чертеж зубчатого колеса, потом подбираются требуемые материалы и размеры. Проделывать работу получится только на специализированном оборудовании. Вручную ничего сделать не получится.
• Регулярное обслуживание. Шестерни приходится часто смазывать, чтобы обеспечить лучшее трение.
• Посторонние шумы. При работе на больших скоростях изделия начинают шуметь. Это понравится далеко не всем людям.
• Проблемы с выбором. Если человек раньше никогда не сталкивался с этими агрегатами, то выбрать желаемый вариант будет сложно. Следует учитывать размеры зубчатого колеса, его вид, материал, число зубьев.

Полезные рекомендации по установке и эксплуатации

Если человек хочет продлить срок службы, то следует соблюдать описанные ниже рекомендации и советы:

1. Правильная установка. Агрегаты должны быть правильно установлены относительно друг друга. Это гарантирует оптимальную работу зубьев и всего механизма в целом.
2. Температурный режим. Некоторые из видов не переносят воздействие экстремально низких или высоких температур. Это следует знать во время эксплуатации.
3. Своевременная смазка. Механизмы подвергаются постоянному трению друг об друга. Если они смазаны недостаточно качественно, то материал рискует начать портиться. Необходимо следить за количеством смазки.
4. Никаких перегрузок. Ни в коем случае нельзя превышать показатель максимальной нагрузки, который указан производителем. Из-за частых перегрузок механизм быстро выйдет из строя.
5. Проверка на износ. Нет вечных вещей, шестерни также со временем начинают приходить в негодность. Первыми страдают зубья. Они истачиваются, даже могут отломиться. Стоит своевременно заменять испортившееся изделие на новое.

Соблюдение этих рекомендаций продлит срок годности шестерни.

Неподготовленному человеку бывает очень сложно выбрать нужный экземпляр. Если при подборе возникли трудности, то советуем обратиться в ООО «КМК Гранд Плюс». Мы продаем большое количество цепной продукции для различных нужд. Позвоните нам по номеру телефона +375 (44) 552-70-70 или лично приезжайте в офис, который располагается по адресу г.Минск, ул. Городецкая, 40 офис 4. Мы поможем в выборе и подберем подходящий экземпляр.