Типы зубчатых колес:руководство по различным механическим зубчатым колесам

Шестерни, важная часть двигателей, представляют собой механические устройства, которые позволяют изменять крутящий момент и скорость машин. Существуют различные типы зубчатых колес со специфическими требованиями и спецификациями – от простых форм до более сложных.

Часто ряд шестерен образует сложные машины, но это не всегда так. Например, шестерни присутствуют в простых машинах, таких как часы, где они регулируют скорость часовой стрелки. В этой статье мы обсудим различные механические передачи и их применение. Давайте читать дальше.

Что такое Gears? <сильный>

Шестерни представляют собой вращающиеся механические устройства с зубьями, которые обеспечивают передачу крутящего момента и скорости. Часто механические шестерни имеют цилиндрическую форму с наборами зубьев вокруг корпуса. Когда две или более передач работают синхронно, они находятся в трансмиссии. Передача мощности — это то, что приводит к изменению скорости или крутящего момента.

Преимущества Gears <сильный>

• Шестерни механически прочны. Следовательно, они могут поднимать более высокие грузы.
• С помощью редуктора они позволяют изменять соотношение скоростей.
• Они хорошо работают на низких скоростях.
• Высокоэффективная передача мощности.
• Они идеально подходят для передачи больших значений крутящего момента.
• Шестерни требуют только регулярной смазки, следовательно, мало внимания уделяется техническому обслуживанию.
• Они отличаются высокой прочностью, поэтому зубчатая система служит долго.

Недостатки Gears <сильный>

• Шестерни не подходят для передачи движения на большие расстояния.
• Они не гибкие.
• Шумные передачи, особенно на высоких скоростях.
• Они не подходят, когда шахты находятся далеко.

Различные типы зубчатых колес и их применение <сильный>

В механике группировка зубчатых колес в различные классы зависит от конфигурации зубьев, использования и направления движения. Ниже приведены наиболее важные виды шестерен.

Цилиндрическое зубчатое колесо <сильный>

Цилиндрические передачи передают мощность в одной плоскости, когда два вала (ведущий и ведомый) параллельны. Зубья цилиндрических шестерен параллельны оси вала. Поэтому, когда он входит в зацепление с другим цилиндрическим зубчатым колесом, он передает мощность на параллельный вал. Это самые распространенные формы зубчатых колес, которые применяются в автомобилях, конвейерных системах, шестеренных насосах и двигателях, редукторах и т. д.

Винтовая шестерня <сильный>

Зубья косозубых шестерен расположены под углом к ​​валу, в отличие от прямозубых шестерен, которые расположены параллельно. У них несколько зубов соприкасаются во время передачи. В результате косозубые механические передачи могут выдерживать большие нагрузки. Кроме того, они работают с меньшим шумом и вибрациями, так как нагрузки лучше распределяются. Кроме того, они подвержены меньшему износу из-за меньшего трения. Ниже показаны различные типы винтовых зубчатых колес.

Одинарная или двойная косозубая шестерня <сильный>

Одинарные косозубые шестерни имеют зубья либо в левой, либо в правой спирали. Однако шестерни с двойной спиралью имеют зубья в обоих направлениях. В двойных косозубых передачах есть две винтовые поверхности рядом друг с другом с промежутком между ними. Грани идентичны, но имеют противоположные спиральные углы. Использование двойной косозубой шестерни обеспечивает более значительное перекрытие зубьев, что приводит к более плавной передаче.

Снаряжение в елочку <сильный>

Этот набор очень похож на двойную косозубую шестерню. Однако они меньше и не имеют пространства между двумя спиральными гранями. Шестерни типа «елочка» имеют две косозубые шестерни, соединенные из стороны в сторону. Они не так распространены из-за высоких производственных затрат и трудностей изготовления, хотя они лучше подходят для применения в условиях вибрации и сильных ударов.

Винтовая шестерня <сильный>

Винтовые передачи представляют собой пару косозубых шестерен, работающих под углом закручивания 45 градусов. Они возникают на непараллельных и непересекающихся валах. Они имеют низкую грузоподъемность из-за контакта с одним зубом. Поэтому эти шестерни не идеальны для передачи большой мощности.

Применение винтовых зубчатых колес

• Водяные насосы
• Миксеры
• Автомобили

Коническая шестерня <сильный>

Конические шестерни имеют конусообразную форму с зубьями вокруг конуса. Они передают усилие между перпендикулярными валами. То есть валы, которые пересекаются под прямым углом (90 градусов). Однако конические шестерни дороги и не передают большой крутящий момент в зависимости от размера, как конфигурация с параллельным валом.

Прямые конические шестерни <сильный>

Прямые конические шестерни являются наиболее распространенными конфигурациями зубьев конической шестерни. Причина тому – простота конструкции и простота изготовления. Прямые скошенные зубья входят в зацепление все сразу, а не постепенно при правильном подборе. Шаговая поверхность прямозубых конических зубчатых колес имеет коническую форму с прямыми зубьями, сужающимися к кончику.

Спиральные конические шестерни <сильный>

Спиральные конические механические шестерни имеют криволинейные линии зубьев, и они имеют лучшее отношение контакта зубьев, чем прямые конические шестерни. Следовательно, они превосходят по эффективности и прочности и производят меньше вибрации и шума. Однако у них есть производственные трудности.

Конические шестерни Zerol® <сильный>

Конические шестерни Zerol® являются зарегистрированной торговой маркой компании Gleason Co. Эти шестерни сочетают в себе черты как прямых, так и спиральных конических шестерен с криволинейными зубьями. Таким образом, редуктор подходит для обоих применений. Однако у них нулевые углы закручивания, и, следовательно, зубья могут вращаться в любом направлении.

Угловые шестерни <сильный>

Угловые зубчатые колеса представляют собой особый тип конических зубчатых колес, поскольку они имеют одинаковое количество зубьев. Их валы расположены под углом 90 градусов друг к другу, и эти шестерни изменяют передачу мощности, не влияя на скорость. Угловые шестерни уникальны, потому что они имеют передаточное число 1. В отличие от них, другие конические шестерни могут иметь передаточное число от 10:1 до 500:1.

Коронные шестерни <сильный>

Коронные шестерни, которые иногда называют торцевыми шестернями, также имеют зубья под прямым углом к ​​поверхности колеса. Они имеют конус тангажа 90 градусов. В промышленности коронные шестерни входят в зацепление с другими коническими шестернями или прямозубыми шестернями, совершающими мощное круговое движение.

Гипоидные шестерни <сильный>

Гипоидные зубчатые колеса похожи на спирально-конические зубчатые колеса, но они функционируют на непересекающихся валах. Они работают под углом 90 градусов и широко используются в автомобильной промышленности. Вы видите эти шестерни на осях транспортных средств.

Применение конических зубчатых колес

• Миксеры
• Системы полива
• Крушители

Червячная передача

Червячная передача состоит из винтового нареза на валу (червяка) и сопряженной с ним шестерни (червячного колеса). Этот тип редуктора передает мощность на непересекающиеся валы, образующие прямые углы. Типы зубчатых колес работают за счет скользящего контакта с меньшим трением, а за счет плавного и бесшумного вращения. Таким образом, они подходят для применения в условиях сильного удара. Однако они имеют низкую эффективность, что ограничивает их использование приложениями с низким энергопотреблением.

Применение червячных передач

• Сельскохозяйственные машины
• Небольшие конвейеры
• Упаковочное оборудование

Реечная передача <сильный>

Зубчатая рейка и шестерня часто встречаются парами. Они состоят из двух круговых шестерен:шестерня входит в зацепление с линейной шестерней – рейкой. Они переводят вращательное движение в поступательное. Эти шестерни распространены в системе рулевого управления автомобилей. В системах реечной передачи могут использоваться как прямые, так и косозубые шестерни. Основное применение реечных передач — автомобильное рулевое управление.

Есть потребность в механической обработке шестерен? RapidDirect — ваш лучший партнер в области обработки зубчатых колес. Получите предложение сегодня!

Краткая таблица различных типов механических передач

Типы зубчатых колес <сильный>	Характеристики <сильный>	Приложения <сильный>
Цилиндрическое зубчатое колесо	а. Самый распространенный вид снастей. б. Простота изготовления. в. Используйте для конфигурации шестерни с параллельными осями. д. Круглый корпус шестерни.	а. Часы б. Малые конвейеры в. Автомобильная промышленность
Винтовая шестерня	а. Круглый корпус шестерни. б. КПД ниже, чем у прямозубых. в. Конфигурация параллельных осей. Более плавная работа с меньшим уровнем шума.	а. Водяные насосы б. Смесители в. Автомобили
Коническая шестерня	а. Конический корпус шестерни. б. Конфигурация пересекающихся осей. в. Существуют прямые, спиральные конструкции и конструкции со скосом Zerol®.	а. Смесители б. Системы полива в. Дробилки
Червячная передача	а. Зубчатая пара состоит из круглой и винтовой шестерен. б. Низкая эффективность. в. Непараллельные и непересекающиеся конфигурации.	а. Сельскохозяйственные машины б. Небольшие конвейеры
Реечная передача	а. Зубчатая пара состоит из зубчатой ​​рейки и цилиндрической шестерни. б. Конфигурация параллельных осей. в. Изменяет вращательное движение на прямолинейное и наоборот.	а. Автомобильное рулевое управление б. Весы

Основные параметры для проектирования зубчатых колес <сильный>

Ниже мы обсудим основные параметры зубчатых колес, влияющие на конструкцию зубчатых колес.

Форма шестеренки <сильный>

Большинство шестерен круглые, с зубьями, расположенными вокруг цилиндрического корпуса. Однако они также встречаются в конической, эллиптической, квадратной и треугольной формах. Круглые зубчатые передачи имеют постоянное передаточное число для скорости вращения и крутящего момента. Таким образом, одинаковые входные данные обеспечивают одинаковую скорость и выходной крутящий момент. Противоположным является то, что существует в некруглых зубчатых колесах. Следовательно, они могут выполнять специальные требования к неравномерным движениям, такие как изменение скорости и обратное движение.

Модуль <сильный>

Модуль относится к размеру зуба шестерни в миллиметрах. Следовательно, модуль напрямую связан с размером зубьев шестерни. Это важный параметр, на который следует обращать внимание при подборе передач. Модуль представляет собой значение, полученное путем деления делительного диаметра на количество зубьев в шестерне. Математически это выглядит так:

Модуль =Делительный диаметр / Количество зубьев.

Однако для модулей существуют общие значения, которые соответствуют тому, как они встречаются в промышленных приложениях.

Конфигурация зубчатых колес <сильный>

Конфигурации осей зубчатых колес бывают трех видов:параллельные, пересекающиеся и непараллельные (или непересекающиеся). Зубчатые колеса с параллельными осями встречаются параллельно с валами, вращающимися в противоположных направлениях. Пересекающиеся шестерни пересекаются в одной плоскости, а оси непараллельных шестерен пересекаются в разных плоскостях. Однако конфигурации с пересекающимися и параллельными зубчатыми колесами имеют большую эффективность и скорость, чем непараллельные зубчатые колеса.

Угол давления <сильный>

Угол давления - это угол, который зуб образует с нормалью к делительной линии. Как правило, часто используется угол давления 20 градусов. Хотя в некоторых случаях встречаются углы 14,5 и 17,5. Большие углы давления указывают на широкое выпячивание, что приводит к большей прочности зуба.

Количество зубов

Количество зубьев и значения модуля и угла зацепления имеют решающее значение при расчете размеров зубчатых колес. Количество зубьев имеет жизненно важное значение при расчете скорости передачи (передаточного отношения) с использованием следующего выражения:

Количество зубьев входной шестерни / Количество зубьев выходной шестерни.

Направление вращения <сильный>

Шестерня называется правосторонней, если ее зубья обращены вправо, и левосторонней, если они расположены слева. Чтобы передача мощности происходила в паре косозубых или конических шестерен, две шестерни, работающие рука об руку, должны иметь противоположные направления закручивания. Например, две косозубые шестерни с зубьями, движущимися в одном направлении, никогда не зацепятся. Однако винтовые и червячные передачи являются однонаправленными, но с зацеплением.

Угол кручения <сильный>

Угол кручения – это угол наклона зуба относительно оси цилиндра. Увеличение угла кручения шестерен приводит к более значительному направлению тяги. В результате снижается КПД машины. Как правило, угол кручения менее 25 градусов идеально подходит для винтовых зубчатых колес, чтобы уменьшить тягу.

Соображения по проектированию и выбору зубчатых колес

Ниже приведены некоторые важные факторы, которые следует учитывать при проектировании и выборе шестерен.

Условия эксплуатации и окружающей среды <сильный>

Эксплуатационные и экологические условия зубчатых передач имеют решающее значение для их долговечности и производительности. Рабочие условия включают нагрузку и трение на зубья. С другой стороны, условия окружающей среды включают влажность, температуру и чистоту. Эти два условия влияют на тип редуктора и конструктивные факторы, такие как конструкция, обработка поверхности, смазочные материалы и метод смазки.

Ограничения по размерам <сильный>

Размерные ограничения – это ограничения пространства, занимаемого зубчатыми колесами. Например, шестерни должны быть в центре между валами. Однако бывают случаи, когда они немного дальше от центра, чтобы лучше соответствовать системе передач. В таких случаях профиль зубов изменяется. Использование специального оборудования и конструкций, которые лучше всего подходят для помещения, является еще одним эффективным способом управления размерными ограничениями.

Требования к передаче <сильный>

Механические передачи часто передают движение и крутящий момент внутри компонентов машины. Хотя, в зависимости от дизайна и конструкции, они могут изменять направление движения и увеличивать скорость или выходной крутящий момент. При проектировании зубчатых передач необходимо учитывать технические характеристики и требования к применению:изменение направления или увеличение скорости или крутящего момента. Они могут влиять на тип шестерни, конструкцию и конфигурацию.

Стандарты дизайна <сильный>

Шестерни имеют различные спецификации, не имеющие общего отраслевого стандарта. Часто конструкции зубчатых колес соответствуют либо стандарту производителя, либо проектным спецификациям машины или системы. Однако несколько стран создали стандарт для своих отраслей. Например, в Соединенных Штатах шестерни сгруппированы Американской ассоциацией производителей зубчатых колес (AGMA). В Японии и Германии тоже есть такие ассоциации.

Стоимость <сильный>

Стоимость является важным фактором, особенно при работе с индивидуальными шестернями. Материалы конструкции, конструкция, отделка поверхности, требования к точности и смазке влияют на стоимость. Хотя необходимо использовать шестерни, соответствующие всем спецификациям, необходимо учитывать стоимость. Так что, если стандартные шестерни соответствуют стандартам, лучше использовать их, так как индивидуальные шестерни повлекут за собой дополнительные расходы.

Как производить шестерни <сильный>

Зубчатые колеса производятся с использованием нескольких процессов изготовления зубчатых колес. Некоторые из них включают:

• Ковка
• Экструзия и холодное волочение
• Порошковая металлургия
• Пустой
• Обработка зубчатых колес

Механическая обработка часто выполняется для достижения окончательной формы и размера шестерни. После изготовления зубчатых колес можно применить отделку поверхности, например шлифовку и хонингование, для улучшения общих характеристик зубчатого колеса.

RapidDirect – услуги по механической обработке зубчатых колес <сильный>

Прочитав эту статью, вы, должно быть, накопили обширные знания о зубчатых передачах, требованиях к их спецификациям и их применении. Теперь у вас есть представление о типах шестерен, которые вам нужны для вашей машины. Однако вы можете не знать, как это сделать. В этом случае свяжитесь с RapidDirect для получения дополнительной информации о зубчатых колесах и наших услугах по механической обработке.

Мы предлагаем полный комплекс услуг по механической обработке зуборезных операций. Мы работаем с доступными материалами, рекомендованными для удовлетворения ваших индивидуальных требований к снаряжению. Кроме того, мы можем похвастаться высококвалифицированными машинистами. Таким образом, наши услуги по механической обработке гарантируют единообразие и точность всех работ, что гарантирует высочайшее качество продукции.

Мы предоставляем онлайн-платформу котировок, где вы мгновенно получаете котировку после загрузки файлов САПР. Кроме того, вы можете выбрать различные материалы и варианты отделки поверхности для ваших деталей по конкурентоспособным ценам. Более того, вы можете отслеживать свой заказ на этой платформе и просматривать весь процесс производства вашей детали. Мы предлагаем скидку до 30 процентов.

Часто задаваемые вопросы <сильный>

В чем разница между шестерней и звездочкой?

а. Шестерни и звездочки похожи, оба механических устройства содержат зубья, которые способствуют передаче мощности. Однако ниже приведены некоторые ключевые различия между ними.
б. Зубья шестерни сцепляются, а ракеты сцепляются с цепью велосипеда или гусеницами военных танков.
в. Шестерни могут передавать крутящий момент в параллельной, перпендикулярной и других конфигурациях, тогда как ракеты работают только вдоль параллельной оси.
д. Зубчатые колеса лучше подходят для передачи на короткие расстояния, а звездочка и цепь — на большие расстояния.
е. Шестерни передают крутящий момент в противоположных направлениях. Однако с ракетами дело обстоит наоборот.

В чем разница между шестернями и шестернями?

Там, где у нас есть две шестерни, сцепленные вместе, шестерня меньше. Шестерня часто выступает в качестве ведущей, а шестерня - ведомой. Существует понижающий привод, когда шестерня является ведущей шестерней, что приводит к снижению выходной скорости, но увеличению крутящего момента.

Какие Gears лучше?

Различные типы шестерен лучше всего подходят для различных функций в зависимости от требований спецификации и необходимости. Тем не менее, цилиндрические зубчатые колеса остаются наиболее широко используемыми зубчатыми колесами. Они обеспечивают высокую точность и относительно просты в изготовлении.