Виды зубчатых передач: Виды зубчатых передач.

alexxlab | 07.01.2023 | 0 | Разное

Содержание

Зубчатые передачи: виды, типы, классификация, общее описание, материал, в каких областях применяются

Что называется зубчатой передачей
Из чего состоит зубчатая передача
Классификация передач
Типы
Форма зуба и характеристики
Материалы
Достоинства и недостатки
Области применения

Чтобы передать усилие в механическом устройстве еще совсем недавно использовался метод ременного переноса, в котором важное значение имел ремень. Ремень подвергался усиленному износу и подлежал частой замене. При использовании метода зубчатой передачи ремень как переходник исключается из системы, а вместо него реализуется сцепление непосредственно между элементами.

Что называется зубчатой передачей

В терминологии непрофессионалов зубчатые передачи – это вращающиеся механические элементы, которые обычно используются для передачи вращения от одного элемента к другому. Простыми словами, шестерня – это вращающийся механический элемент, используемый для передачи крутящего момента от одной детали к другой.

Для этого их внешние обода непосредственно соприкасаются друг с другом, имея общие черты в виде зубьев соприкасающихся колес, так что вращательное движение одной зубчатой передачи приводит к вынужденному движению другой. Такая передача крутящего момента очень эффективна и результативна, так как при этом теряется очень мало энергии. Одним из основных плюсов использования зубчатых передач является то, что они обеспечивают максимальную выходную мощность. Различные зубчатые передачи могут работать с разной скоростью, передавать различные величины крутящего момента и даже преобразовывать горизонтальное движение в вертикальное.

Кроме того, обработка зубчатых колес может быть осуществлена таким образом, чтобы выдерживать очень высокие скорости вращения и силы, сохраняя при этом высокий уровень эффективности. Такая эффективность, а также их универсальность, сделала деталь зубчатое колесо популярной еще с древних времен, и сегодня их можно встретить практически везде, от самолетов до часовых механизмов.

Использование зубчатых передач можно проследить на протяжении тысячелетий, при этом основные элементы и конструкция сохранили свою актуальность и по сей день.

Многие люди, возможно, не знают, но сегодня на рынке существует целый ряд различных видов зубчатых колес. Каждый инженер-механик должен иметь базовое понимание основных типов существующих зубчатых передач.

Из чего состоит зубчатая передача

Данный механизм в своем составе деталей является технически простым. Состоит он из небольшого количества элементов. Как правило, узлы, которые имеют простую конфигурацию, имеют наиболее больший срок службы, чем устройства со сложными механизмами. Независимо от того, насколько продвинулся технический прогресс, простые устройства выходят из строя намного реже. Этот факт делает его популярным в использовании и в наше время.

Тот факт, что это не все конструктивные преимущества, о которых вам будет полезно знать. Рассмотрим несколько подробно составляющие зубчатого колеса:

Корпус является незаменимой частью узла и присутствует в каждом виде передач. Служит для фиксации деталей при их работе и необходим для содержания в нем смазочных материалов. Материал, из которого производят корпус, должен быть стойким к коррозии, как правило — это чугун. Форма корпуса зависит от модели механизма, и в какой сфере деятельности он будет работать.
Второй деталью, о которой хотелось бы рассказать – зубчатые колеса. Когда разговор идет о колесах, на ум сразу приходит слово шестерни. В работе участвуют две шестерни, которые взаимодействуют друг с другом и передают крутящий момент. Одна шестерня является ведущей, вторая ведомой. Сила момента зависит от габаритов шестерней, количества зубьев, модуля и силы зацепления.
Вал является главной деталью в устройстве. Его задача заключается в передаче вращения зубчатому колесу с помощью зацепления зубьев этих двух деталей. Сам вал заставляет вращаться электродвигатель, он и является источником запуска всего устройства. Чтобы валы держались в корпусе и могли свободно вращаться, они сажаются на подшипники, методом запрессовки. Форма вала зависит от конструкции механизма и может быть исполнен в самых разных вариациях, например в ступенчатом виде.

Если говорить о шестернях, то немаловажным моментом является их форма. Друг от друга они могут отличаться количеством зубьев, их формой и углом наклона. Конкретный вид подбирается в зависимости от типа механизма и его характеристик. Шестерня и зубчатые колеса и есть основа всего движения, отсюда и вытекает название узла – зубчатая передача.

Классификация зубчатых передач

На сегодняшний день уже существует большое количество различных градаций и признаков, по которым классифицируют зубчатые передачи. В зависимости от того какой вид исполнения выбрать, зависит главный параметр всего узла, это долговечность его работы и надежность. Также сюда можно добавить разные варианты нужных характеристик.

Рассмотрим несколько видов и признаков классификации зубчатых передач:

Параллельные и пересекающиеся типы, различаются расположением осей относительно друг друга. Третий существующий вид — перекрещивающийся. Наиболее надежным и технически простым является параллельный тип. Если судить популярность по продажам, то лидирующую позицию занимает именно он. Зачастую возникает потребность в решении нестандартных задач, тогда приходится искать другие способы. Оси, так называемые крепежные устройства для колес.
Внутренние и наружные типы, основываются на расположении зубьев. Стоит учитывать, что их производительность зависит от всей конструкции. Выделить среди них какой то один нельзя, все зависит от конкретных задач. На практике наиболее востребованный в работе, наружный, но это не говорит о том, что он эффективнее справится с задачами.
Стоит отметить классификацию по форме и конструкции корпуса, которые мы описывали выше. Тут мы не сказали о том, что бывают закрытые и открытые виды. Открытые отличаются тем, что могут работать без смазочного материала, на сухую. Закрытые могут исправно и долго функционировать только при наличии достаточного уровня смазки.
В зависимости от потребности увеличить количество оборотов или уменьшить их, существуют понижение и повышение передач. Для каждой цели выбирают свой тип.

Внимание заслуживает такой параметр как величина окружности. По ней определяют три подвида, тихоходные, быстроходные и среднескоростные. Выбирать тут стоит в зависимости от ваших потребностей в определенных характеристиках.

Существует много различных видов зубчатых передач, предназначенных для различного вида использования, и все типы характеризуются положением соединенной оси или вала, которые могут быть параллельными, пересекающимися или не параллельными и не пересекающимися, а также формой зубьев. Давайте рассмотрим классификацию зубчатых механических передач:

Цилиндрические зубчатые передачи

Один из самых распространенных типов зубчатых колес – цилиндрическая прямозубая шестерня благодаря своей простоте, широкому спектру применения и экономичности. Цилиндрические зубчатые передачи воспринимают и передают радиальные нагрузки и, как правило, используются при низких скоростях вращения, так как они имеют большую шумность на высоких скоростях. Так же есть вариант установки эвольвентной разновидности устройства.

Конические передачи

Конический тип зубчатого колеса относятся к устройству пересекающихся осей/валов, поэтому их соединение осуществляется под вертикальным углом наклона. Их форма коническая, а зубья могут быть как прямыми, так и спиральными для более тихой работы. Хотя угол 90 градусов между пересекающимися осями не является обязательным, они, как правило, встречаются в таком исполнении и имеют одинаковое количество зубьев, так что скорость вращения между ними одинакова. Этот тип конических зубчатых колес называется митровой передачей и используется в тех случаях, когда изменение скорости не требуется. Любой другой угол и разность числа зубьев называется просто конической передачей.

Гипоидные передачи

Гипоидные зубчатые колеса очень похожи на конические со спиральным расположением зубьев, главное отличие заключается в том, что их оси вращения не совпадают. Как следствие, конструкция зубьев, должна быть очень тщательно рассчитана по их углу наклона. Обычно они используются в тех случаях, когда требуется снижение или повышение скорости, поэтому их часто можно встретить в автомобильных трансмиссиях, которые допускают более компактную конструкцию.

Червячные зубчатые передачи

Червячные передачи – это тип передачи, состоящий из цилиндрического зубчатого колеса, которое похоже на коническую шестерню. При этом она также включает в себя вал зубчатой передачи (червячный вал), которая имеет винтовую резьбу, расположенную в параллельной плоскости, но при осевом вращении 90 градусов по отношению к первому элементу. Благодаря плотному соединению двух элементов, червячные зубчатые колеса работают бесшумно и не вызывает вибраций. Чаще всего червячная передача применяется там, где решающими характеристиками являются частота вращения, фиксация и точность. Типичным примером такого типа зубчатых передач являются ключи настройки в струнных музыкальных инструментах.

Червячные зубчатые колеса имеют зубья особой формы. Благодаря применению червячных передач можно уменьшить число оборотов, так как при всего одном обороте одно-заходного червяка колесо проворачивается на один зуб. Бывают и многозаходные червяки. Передаточное отношение червячной пары рассчитывается по специальной формуле. Червячная пара работает только при обильной смазке, уменьшающей трение. При расчетах геометрических параметров нужно учитывать нюансы конструкционного плана. При работе соприкасаются боковые стороны — это основная точка поверхности, которая передает импульс. Поэтому угол подбирается с учетом смещения, чтобы зубчатое колесо и червячный вал не заблокировались при некорректной работе.

Реечные зубчатые передачи

Они являются цилиндрическими зубчатыми колесами, соединенной с прямой зубчатой рейкой, при этом один из ее элементов стабильно фиксируется в нужном положении, а другой движется влево и вправо, подобно червячной передаче. Типичным применением зубчатой рейки и зубчатого колеса является рулевое колесо, на котором фиксируется положение цилиндрической зубчатой шестеренки, а рейка перемещается в одну из сторон, после чего стяжные стержни и рулевой рычаг поворачиваются для поворота колес. Поскольку скорость вращения зубчатой рейки и зубчатого колеса очень низкая, зубы не нужно наклонять или закручивать, и они не издают никаких звуков или вибраций.

Зубчато-ременная передача является гибридной моделью, где в паре с зубчатым колесом работает ремень. Тип такой передачи обладает некоторыми преимуществами, такими как: низкий шум работы, отсутствием проскальзывания ремня, стабильность в работе на больших оборотах.

Планетарные передачи

В таком механизме ось колеса подвижна и может перемещаться. То есть, шестерни не крутятся одновременно, а более мелкое бежит по крупному. При этом ось также должна двигаться по траектории круга, постоянно изменяя свое положение. Планетарная передача отличается небольшим весом и размерами. Но стоит отметить, что даже с небольшими габаритами планетарные шестерни дают высокое передаточное число, а так же обладают низким уровнем шума при работе.

В наше время уже есть много вариаций планетарных передач которые отличаются типом и разным расположением зубчатых колес. Зубчатые косела такого типа находят свое применение в машиностроении, в самолетной технике и различном станочном, металлорежущем оборудовании.

Форма зуба и характеристики

Главным фактором колеса в зубчатой передаче являются зацепы или зубья. Зубья подразделяются на:

прямыми без отклонений по оси: такие колеса используется повсеместно.
косыми: намного улучшают уровень сцепления, но ухудшают КПД и эксплуатационные сроки;
шевронные позволяют снизить нагрузки на подшипник. Так как оси не давят на элемент, это выгодно при продолжительной работе;

внутренние — работают практически бесшумно и отлично функционируют на изгиб.

Материалы

В машиностроении зубчатые передачи, в том числе, выполняют и силовые функции: нагрузки на зубья могут исчисляться тоннами. Обычно изготовление зубчатых колес предусматривает использование стали. Более мягкая сталь может использоваться для изготовления подшипников и валов. Для изготовления колес берут максимально жесткую сталь, так как они подвергаются максимальной нагрузке. Обычно материалы зубчатых колес — это не просто легированная или углеродная сталь, но и особые методы обработки — азотирование, закалка поверхностного уровня, цементирование.

В середине зацепы делаются более мягкими, чем на поверхности. Если зубья будут одинаково твердыми по всему объему, то они при постоянных нагрузках начнут ломаться и станут хрупкими. Этого допускать нельзя.

Поэтому каждая деталь после изготовления проходит дополнительно термическую закалку. В большинстве случаев термообработки хватает для повышения надежности деталей, но при изготовлении деталей для эксплуатации в высокоточных приборах требуется дополнительная обработка зубчатых колес — шлифовка.

Достоинства и недостатки

Появление зубчатых передач — это эволюционный шаг в производстве передач, поэтому оспаривать их достоинства нет смысла. Все преимущества таких механизмов бросаются в глаза:

длительный срок эксплуатации объясняется простотой механизма, отсутствием ломких деталей, прочностью металла, применяющегося при изготовлении деталей и наличием закаленной части, которая соприкасается с зубьями шестерни-партнера;
простая регулировка скорости, зависящая от установки, настройки и пр. ;
высокий уровень КПД;
компактность — это важнейший плюс, так как малый размер узла позволяет сэкономить место, а в итоге — сделать более компактным сам конечный механизм.

Есть конечно и определенные недостатки:

во время работы не получится изменить темп;
не получится сделать механизм в условиях гаража кустарным методом, как, например, муфту;
наличие шума: чем выше скорость, тем громче звук работающего механизма. Зацепление зубьев не может быть бесшумным.

Области применения

Морское оборудование. Используется на различных судах, таких как быстроходные паромные суда, роскошные яхты, фрегаты и катера. Эти устройства обычно более мощные и удовлетворяют самым современным требованиям. Материалы зубчатых колес стойкие к коррозии и усталости. Как правило, используются планетарные редукторы, червячные передачи и планетарные редукторы.

Конвейерные системы. Зубчатые передачи также используются в конвейерных системах для оптимизации работы механических систем. С помощью зубчатых передач товары транспортируются из одного места в другое.

Зубчатые передачи для электростанций. Электростанция использует высококачественные и высокоточные зубчатые передачи для использования в энергетическом оборудовании и машинах. Они используются для работы на высоких скоростях. Обычно используются зубчатые колеса с параллельным и планетарным приводом.

Редукторы ветряных турбин. Ветряная турбина использует зубчатые передачи, чтобы заставить вращаться низкоскоростные лопасти быстрее. Типы используемых зубчатых передач: планетарные редукторы, цилиндрические шестерни и червячные передачи.

Автомобильные редукторы. Автомобильная промышленность нуждается в автомобильных редукторах для обеспечения высокого крутящего момента и плавного и бесшумного преобразования механической энергии. В качестве автомобильных передач используются механические коробки передач, полуавтоматические коробки передач или коробки автоматы.

Сельскохозяйственные зубчатые передачи. Сельскохозяйственные редукторы широко используются в агропромышленном комплексе. Сельскохозяйственные редукторы используются в таких процессах, как обработка почвы, посев, вспашка, ирригация, борьба с вредителями и насекомыми и т.д. Сельскохозяйственный автомобиль, трактор также использует все эти шестерни в своих механизмах. Применяют такие виды зубчатых колес: спиральные, цилиндрические, червячные и звездообразные.

Горнопромышленные редукторы. Многие типы зубчатых передач нашли место в горнодобывающей промышленности для обеспечения эффективной работы машин при передаче энергии, как на наземных, так и на подземных работах. Типы зубчатых передач: прямоугольная зубчатая передача, параллельная зубчатая передача и червячный привод.

Зубчатые колеса с муфтами. Многие из этих шестерней используются в качестве приводов мельниц на цементных заводах, сахарных заводах, провисающих мельницах, трубопрокатных станах, угольных мельницах, золоторудных заводах, песчаных заводах и многих других.

Это цилиндрические зубчатые колеса, торцевые зубчатые колеса, спиральнозубые конические шестерни.

В огромном количестве промышленных сфер используются зубчатые передачи: от высокоточных измерительных и даже лабораторных приборов до буровых установок. Они нашли применение в ДВС, а значит присутствуют в любом виде транспорте, а также в станках, конвейерах и пр.

С компанией МеталлСервис вы обязательно сможете подобрать правильную деталь для своего производства. Мы выполняем нарезание зубчатых колес на заказ для разных промышленных механизмов в соответствии с техзаданием заказчика. Если вам необходима любая деталь из металла, звоните нам прямо сейчас. Мы выполним металлообработку по техзаданию или чертежу на заказ из любой марки стали включая нержавеющую.

Наша компания работает на своих станочных мощностях, что позволяет выполнять работы не только быстрее посредников, но и с более выгодной ценой за токарные услуги.

Работаем с любыми видами стали:

Черные виды сталей;
Цветные стали;
Нержавеющие стали;
Чугун.

Мы оказываем полный спектр услуг по производству зубчатых передач и всех видов металлообработки на современном, точном оборудовании с помощью качественного режущего инструмента, что позволяет нашим специалистам получать максимальной точности детали с чертежом заказчика.

Наши специалисты отдела металлообработки готовы принять заказы, обсудить с заказчиком все нюансы и пожелания, рассчитать заявку по срокам и стоимости изготовления в течение одного рабочего дня. Зубчатые передачи можно заказать на сайте https://metall-servise.ru/

Отправляйте заявку для расчета

Введите ваше имя*

E-mail*

Телефон для связи*

Комментарий к заявке

Прикрепите чертеж, эскиз или фото детали*

*-обязательные поля

– Я не робот

Другие статьи:

Запись опубликована в рубрике Детали из металла. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

виды, материалы для изготовления, способы обработки и расчёты зацеплений

Большинство механических передач включает в себя зубчатые зацепления. Зубчатые передачи используются для изменения скоростей вращательного движения, направлений вращения и моментов. Они служат для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот, для изменения пространственного расположения элементов трансмиссии и осуществления многих других функций, необходимых для работы машин и механизмов.

Механизмы зубчатых передач
Форма зуба
Материалы для изготовления
Способы обработки
Обслуживание и расчёт

Механизмы зубчатых передач

Зубчатые зацепления применяются для передачи вращательного движения от двигателя к исполнительному органу.

При этом производятся необходимые преобразования движения, изменение частоты вращения, крутящего момента, направления осей вращения.

Для всего этого служат различные виды передач. Классификация видов зубчатых передач по расположению осей вращения:

Цилиндрическая передача состоит из колёсной пары обычно с разным числом зубьев. Оси зубчатых колёс в цилиндрической передаче параллельны. Отношение чисел зубьев называется передаточным отношением. Малое зубчатое колесо называется шестернёй, большое — колесом. Если шестерня ведущая, а передаточное число больше единицы, то говорят о понижающей передаче. Частота вращения колеса будет меньше частоты вращения шестерни. Одновременно при уменьшении угловой скорости увеличивается крутящий момент на валу. Если передаточное число меньше единицы, то это повышающая передача.

Коническое зацепление. Характеризуется тем, что оси зубчатых колёс пересекаются и вращение передаётся между валами, которые расположены под определённым углом. В зависимости от того, какое колесо в передаче ведущее, они тоже могут быть повышающими и понижающими.
Червячная передача имеет скрещивающиеся оси вращения. Большие передаточные числа получаются из-за соотношения числа зубьев колеса и числа заходов червяка. Червяки используются одно-, двух- или четырехзаходные. Особенностью червячной передачи является передача вращения только от червяка к червячному колесу. Обратный процесс невозможен из-за трения. Система самотормозящаяся. Этим обусловлено применением червячных редукторов в грузоподъёмных механизмах.
Реечное зацепление. Образовано зубчатым колесом и рейкой. Преобразует вращательное движение в поступательное и наоборот.

Винтовая передача. Применяется при перекрещивающихся валах. Из-за точечного контакта зубья зацепления подвержены повышенному износу под нагрузкой. Применяются винтовые передачи чаще всего в приборах.
Планетарные передачи — это зацепления, в которых применяются зубчатые колёса с подвижными осями. Обычно имеется неподвижное наружное колесо с внутренней резьбой, центральное колесо и водило с сателлитами, которые перемещаются по окружности неподвижного колеса и вращают центральное. Вращение передаётся от водила к центральному колесу или наоборот.

Нужно различать наружное и внутреннее зацепление. При внутреннем зацеплении зубья большего колеса располагаются на внутренней поверхности окружности, и вращение происходит в одном направлении. Это основные виды зацеплений.

Существует огромное количество возможностей для их сочетания и использования в различных кинематических схемах.

Форма зуба

Зацепления различаются по профилю и типу зубьев. По форме зуба различают эвольвентные, круговые и циклоидальные зацепления. Наиболее часто используемыми являются эвольвентные зацепления. Они имеют технологическое превосходство. Нарезка зубьев может производиться простым реечным инструментом. Эти зацепления характеризуются постоянным передаточным отношением, не зависящим от смещения межцентрового расстояния. Но при больших мощностях проявляются недостатки, связанные с небольшим пятном контакта в двух выпуклых поверхностях зубьев. Это может приводить к поверхностным разрушениям и выкрашиванию материала поверхностей.

В круговых зацеплениях выпуклые зубья шестерни сцепляются с вогнутыми колесами и пятно контакта значительно увеличивается.

Недостатком этих передач является то, что появляется трение в колёсных парах. Виды зубчатых колёс:

Прямозубые. Это наиболее часто используемый вид колёсных пар. Контактная линия у них параллельна оси вала. Прямозубые колёса сравнительно дешевы, но максимальный передаваемый момент у них меньше, чем у косозубых и шевронных колёс.
Косозубые. Рекомендуется применять при больших частотах вращения, они обеспечивают более плавный ход и уменьшение шума. Недостатком является повышенная нагрузка на подшипники из-за возникновения осевых усилий.
Шевронные. Обладают преимуществами косозубых колёсных пар и не нагружают подшипники осевыми силами, так как силы направлены в разные стороны.
Криволинейные. Применяются при больших передаточных отношениях. Менее шумные и лучше работают на изгиб.

Прямозубые колёсные пары имеют наибольшее распространение. Их легко проектировать, изготавливать и эксплуатировать

Материалы для изготовления

Основной материал для изготовления колёсных пар — это сталь. Шестерня должна иметь более высокие прочностные характеристики, поэтому колёса часто изготавливают из разных материалов и подвергают разной термической или химико-термической обработке. Шестерни, изготовленные из легированной стали, подвергают поверхностному упрочнению методом азотирования, цементации или цианирования. Для углеродистых сталей используется поверхностная закалка.

Зубья должны обладать высокой поверхностной прочностью, а также более мягкой и вязкой сердцевиной. Это предохранит их от излома и износа поверхности. Колёсные пары тихоходных машин могут быть изготовлены из чугуна. В различных производствах применяются также бронза, латунь и различные пластики.

Способы обработки

Зубчатые колёса изготавливаются из штампованных или литых заготовок методом нарезания зубьев. Нарезание производится методами копирования и обкатки. Обкатка позволяет одним инструментом вырезать зубья различной конфигурации. Инструментами для нарезания могут быть долбяки, червячные фрезы или рейки. Для нарезания методом копирования используются пальцевые фрезы. Термообработка производится после нарезки, но для высокоточных зацеплений после термообработки применяется ещё шлифовка или обкатка.

Обслуживание и расчёт

Техобслуживание заключается в осмотре механизма, проверке целостности зубьев и отсутствия сколов. Проверка правильности зацепления производится при помощи краски, наносимой на зубья. Изучается величина пятна контакта и его расположение по высоте зуба. Регулировка производится установкой прокладок в подшипниковых узлах.

Сначала надо определиться с кинематическими и силовыми характеристиками, необходимыми для работы механизма. Выбирается вид передачи, допустимые нагрузки и габариты, затем подбираются материалы и термообработка. Расчёт включает в себя выбор модуля зацепления, после этого подбираются величины смещений, число зубьев шестерни и колеса, межосевое расстояние, ширина венцов. Все значения можно выбирать по таблицам или использовать специальные компьютерные программы.

Главными условиями, необходимыми для длительной работы зубчатых передач, являются износостойкость контактных поверхностей зубьев и их прочность на изгиб.

Достижению хороших характеристик и уделяется основное внимание при проектировании и изготовлении зубчатых механизмов.

Распространенные типы зубчатых колес

Шестерня — это вращающаяся часть машины с нарезанными зубьями, которые входят в зацепление с другой зубчатой частью для передачи крутящего момента. Устройства с редуктором могут изменять крутящий момент, скорость и направление источника энергии. Они могут быть установлены на валах, а их осевые линии могут быть параллельны или под любым углом друг к другу и в одной или нескольких плоскостях.

Зубчатые колеса подразделяются на пять основных категорий конструкции: прямозубые , косозубые , коническая , червячная и гипоидная . Как правило, ориентация вала, эффективность, скорость и крутящий момент определяют, какой тип следует использовать для конкретного применения.


	Цилиндрическая шестерня
	Винтовая шестерня
	Червячная передача
	Коническая шестерня
	Гипоидная передача

Цилиндрическое зубчатое колесо

Цилиндрическое прямозубое зубчатое колесо. Это самый простой тип снаряжения. Состоящие из цилиндра или диска с радиально выступающими зубьями, они могут правильно сцепляться друг с другом только в том случае, если они установлены на параллельных валах. Край каждого зуба прямой и выровнен параллельно оси вращения. Цилиндрические зубчатые колеса не создают осевого усилия, как некоторые другие зубчатые колеса.

Шестерни применяются в устройствах с умеренными скоростями, включая приводы мельниц, подъемное оборудование и машины общего назначения. В основном они используются из-за их низкой стоимости, отсутствия торцевой тяги и низких эксплуатационных расходов.

Косозубая шестерня

Зубья расположены под углом к оси вала. Это угол спирали. Углы спирали варьируются от нескольких градусов до примерно 45 градусов. Зубья в парных косозубых передачах, работающих на параллельных валах, должны иметь одинаковый угол наклона зубьев, но быть ориентированы в противоположном направлении. Например, правосторонняя шестерня зацепляется с левосторонней.

Косозубые шестерни работают тише, с меньшей вибрацией и работают на более высоких скоростях. Они могут выдерживать большую нагрузку, чем цилиндрические зубчатые колеса. Косозубые передачи создают осевые нагрузки. Это необходимо учитывать при выборе подшипников.

Эти шестерни могут быть одновинтовыми и двойными косозубыми.

Двойные косозубые шестерни имеют два зуба на одной шестерне с противоположными углами зубьев. Канавка разделяет два набора. Эти шестерни гораздо более эффективны в случае ударов и вибрации. Они используются для приложений, требующих высокой скорости и высокого отношения в одной ступени.

Червячная передача

Комплект червячной передачи состоит из цилиндрического червяка, который входит в зацепление с более крупной шестерней, часто называемой колесом. Червяку с резьбой винтового типа требуется несколько оборотов, чтобы провернуть колесо за один оборот. Эти зубчатые передачи имеют высокие передаточные числа.

Червячная резьба доступна в одинарном, двойном и других вариантах. Это можно определить по количеству витков на конце червяка. Винт работает тихо и обеспечивает постоянную выходную скорость без пульсаций.

Поскольку червячная резьба скользит по зубьям колеса, а не катится, ее эффективность ниже, чем у других типов передач.

Червячные передачи подходят для применения в условиях ударных нагрузок.

Коническая шестерня

Конические шестерни передают мощность между валами, оси которых пересекаются под углом 90 градусов. Иногда угол может быть другим. У них зубья нарезаны на угловой или конической поверхности и обычно имеют угол давления 20 градусов. Конические шестерни создают осевые нагрузки на оба вала, что следует учитывать при проектировании узлов крепления вала.

Существует три основных типа конических шестерен:

Конические шестерни с прямыми зубьями – с прямыми зубьями
Спирально-конические шестерни – с изогнутыми зубьями
Косозубые шестерни – прямые зубья, но под углом к оси вала.

Гипоидное зубчатое колесо

Гипоидное зубчатое колесо похоже на спирально-коническое зубчатое колесо; только осевые линии валов не пересекаются. Из-за более высокого коэффициента контакта они прочнее и работают плавнее и тише, чем спиральные шестерни. Хотя высокое контактное давление и скорость скольжения требуют смазки, эти шестерни широко используются в автомобильных дифференциалах заднего привода.

Мы тесно сотрудничаем с техническими командами вышеуказанных компаний, чтобы обеспечить превосходное обслуживание клиентов и техническую поддержку.

Если у вас есть какие-либо вопросы, напишите нам через чат (один из наших сотрудников ответит на ваши вопросы), позвоните нам или отправьте нам запрос предложения . Команда HVH всегда готова помочь вам.

Запросить цену

Владимир Арутюнян

Владимир Арутюнян является учредителем HVH Industrial. Он имеет степень магистра в области машиностроения и более 10 лет опыта работы в области передачи механической энергии.

Не стесняйтесь связаться с Владом на Linkedin: https://www.linkedin.com/in/vladharut

Какие типы передач обычно используются?

С развитием производства все большее внимание людей уделяется эксплуатации шестерен, существует множество их видов. Вы все еще не можете найти нужное снаряжение и проблемы? Эта статья для вас, чтобы решить проблемы.

Что такое шестерни?

Зубчатые передачи представляют собой цилиндрические, круглые или конические зубчатые механизмы. Зубья вырезаны в материале на равных расстояниях. Зубья шестерни также известны как зубчатые колеса, а шестерни – как зубчатые колеса или зубчатые колеса. Существует много способов изготовления зубчатых колес, таких как штамповка, ковка, порошковая металлургия, экструзия, литье и механическая обработка. Обычно они присоединяются к машинам с помощью вала. Пара шестерен сцеплена друг с другом через зубья, чтобы увеличить движение и усилие в механизме.

Наиболее распространенные типы зубчатых колес

Существует множество типов зубчатых колес, которые различаются по форме, размеру (радиусу), количеству и расположению зубьев. Наиболее часто используемые типы зубчатых колес включают:

Цилиндрические зубчатые колеса
Косозубые шестерни (и винтовые шестерни)
Двойные косозубые шестерни (и елочки)
Рейка и шестерня
Конические шестерни
(прямые, нулевые, спиральные, гипоидные, коронные и конические шестерни)
Червячные передачи
Внутренние шестерни

Цилиндрические шестерни

Цилиндрические шестерни имеют прямые зубья с цилиндрическим или круглым корпусом. Они являются одним из самых эффективных типов и очень просты в изготовлении. Зубья прямо к оси вала вырезаны в корпусе шестерни и, следовательно, являются частью зубчатой группы с параллельным валом. Они могут управлять значительными нагрузками с высокой скоростью и более высокой точностью по сравнению с другими типами передач.

Цилиндрические зубчатые колеса не создают осевой (осевой нагрузки) на вал и шумят при выполнении ускоренных операций. В затирающей паре шестерен меньшая называется шестерней, а большая – шестерней. Машины имеют цилиндрические зубчатые колеса, соединенные в затирающих парах с внутренними зубчатыми колесами, зубчатыми рейками и даже цилиндрическими зубчатыми колесами.

Наиболее часто используемая шестерня — прямозубая. Они широко используются в таких отраслях промышленности, как напитки, продукты питания и автомобильная промышленность. Они также важны в небольших машинах (часы, бытовые машины, такие как сушилки для белья, стиральные машины) и больших машинах (в электростанциях, насосах, фермах, поездах, погрузочно-разгрузочных машинах и планетарных передачах с внутренним зацеплением).

Косозубые шестерни

Косозубые шестерни представляют собой цилиндрические шестерни и используются с прямыми валами. Они отличаются от цилиндрических зубчатых колес тем, что зубья скручены и расположены под углом. Косозубые шестерни способны выдерживать большую нагрузку, чем прямозубые, поскольку криволинейное расположение зубьев приводит к соединению двух зубьев каждой шестерни одновременно во время применения. Это также становится причиной меньшего шума во время высокоскоростных и тяжелых операций.

Обязательно используйте упорные подшипники с косозубыми шестернями, поскольку они создают осевую (в осевом направлении) нагрузку. Зубья косозубых шестерен бывают двух типов: правосторонние и левозакрученные. Таким образом, вы должны использовать одну винтовую шестерню с левой рукой, а другую с правой намоткой зубьев, чтобы сделать затирающую пару.

Косозубые шестерни используются в тяжелой промышленности, такой как электростанции, производство напитков, горнодобывающая, цементная, пищевая и лесная промышленность. Они отлично переносят более тяжелые нагрузки и поэтому используются в тяжелых погрузочно-разгрузочных и транспортировочных машинах, генераторах и насосах. Из-за их сверхтихого характера, чем прямозубые шестерни, они также используются в автомобильных трансмиссиях.

Винтовые передачи

Винтовые передачи представляют собой тип одинарных косозубых передач. В отличие от косозубых передач они используются для непересекающихся и непараллельных конфигураций. В винтовых передачах используется затирающая пара одних и тех же косозубых шестерен с ручными зубьями, а не косозубые шестерни с левыми и правыми зубьями. Они не могут идеально выполнять высокоэнергетическую и высокоскоростную работу из-за их меньшей грузоподъемности и более низкой эффективности. Они нуждаются в смазке при работе и также известны как косозубые шестерни.

Винтовые передачи также используются как для параллельных, так и для косых смещенных валов в зависимости от направления зубьев сопряженных шестерен.

Двойные косозубые шестерни

Помимо одинарной косозубой шестерни, косозубые шестерни также бывают двойными косозубыми шестернями. В двойной косозубой передаче имеется два ряда расположенных под углом зубьев, похожих друг на друга, но противоположных по направлению. Простыми словами, на одной шестерне нарезаны два ряда накрученных (скрученных) зубьев, которые выглядят как зеркальное отражение друг друга. Два ряда разделены друг другом промежутком между ними. Использование затирающей пары двойных косозубых шестерен позволяет быстро устранить осевую нагрузку.

Двойные спирали долговечнее, прочнее и работают более плавно, чем одинарные. Использование двойных косозубых передач в таких машинах, как генераторы, насосы, горнодобывающая промышленность, строительство, судостроение, системы трансмиссии в газовых турбинах и вентиляторах, очень распространено.

Шестерни типа «елочка»

Шестерни типа «елочка» представляют собой разновидность зубчатых колес с двойной косозубостью. Небольшое различие между елочкой и двойной косозубой передачей заключается в зазоре между двумя зеркальными рядами зубьев. Между двумя рядами зубов нет промежутка, и они соединены, образуя V-образную форму, напоминающую елочку.

Они меньше по размеру, чем двойные косозубые, и не часто используются из-за их более высокой стоимости и сложности производства по сравнению с другими зубчатыми колесами. Шестерни типа «елочка» распространены в тяжелой промышленности, такой как горнодобывающая промышленность, судостроение, судостроение и паровые турбины.

Рейка и шестерня

Рейка и шестерня представляют собой пару зубчатых реек с винтовой или цилиндрической шестерней, известной как шестерня. Зубчатая рейка представляет собой плоский стержень с прямой линией зубьев, а зубья, вырезанные в стержне, имеют одинаковую форму и размер на равных расстояниях. Он может выдерживать большие нагрузки, а конструкция и изготовление зубчатой рейки довольно просты и легки.

Когда зубчатая рейка имеет сопряженную пару с цилиндрической шестерней, она имеет прямые и параллельные зубья, и вращательное движение преобразуется в прямолинейное движение. А когда сопрягаемая пара находится между зубчатой рейкой и косозубой шестерней, зубья тоже косозубые, т.е. под углом, и тогда прямолинейное движение преобразуется во вращательное движение.

Зубчатая рейка используется во многих типах машин, таких как оборудование для транспортировки материалов, поезда и железные дороги, весы и реечные системы рулевого управления автомобилей.

Конические шестерни

В конических шестернях зубья расположены на конической поверхности шага. Конические зубчатые колеса обычно используются для передачи силы и движения между двумя пересекающимися валами (под углом 90 ^o). Он идеально справляется с конфигурацией вала 90 ^или, но также может работать с большими или меньшими размерами. Конические зубчатые колеса не так часто используются из-за их высокой стоимости изготовления и сложности производства.

Конические зубчатые колеса используются в автомобилях, насосах, поездах и железных дорогах, электростанциях, погрузочно-разгрузочном оборудовании и самолетах. В зависимости от формы и расположения зубьев конические зубчатые колеса в основном бывают трех типов.

Прямые конические шестерни

Наиболее распространенными коническими шестернями являются прямолинейные конические шестерни всех типов. В этом типе зубья расположены параллельно на конической шестерне. Они просты и легки в изготовлении, но из-за своих прямых зубьев производят много шума и менее эффективны, чем спиральные шестерни. Как и прямозубые шестерни, они не создают осевой нагрузки.

Zerol Конические шестерни

Это второй тип конических шестерен с нулевым углом закручивания. Этот тип конической шестерни чем-то похож на спиральную, а также на прямую коническую шестерню. В конических зубчатых колесах Zerol зубья не расположены под углом, а изогнуты, как спиральные зубчатые колеса, что означает, что кривые зубья расположены прямо. Они могут выполнять те же функции, что и прямые конические шестерни, но более долговечны и менее шумны, чем они. Шестерня Zerol поставляется как с правосторонними, так и с левосторонними закрученными зубьями, но они могут вращаться в обоих направлениях.

Спирально-конические зубчатые колеса

Характеристики спирально-конических зубчатых колес очень похожи на косозубые зубчатые колеса. В этих передачах зубья на конической делительной поверхности изогнуты и, таким образом, создают осевую нагрузку в осевом направлении. Зубья спирально-конических шестерен контактируют более плавно, помогая им уменьшить шум, вибрацию и нагрузку на зубья. Они могут выполнять операции, требующие более высокой точности и высокой скорости. Как и косозубые шестерни, они бывают с правосторонними и левосторонними спиральными зубьями, дороги и сложны в производстве, но более долговечны, чем прямозубые конические шестерни.

Другие типы конических зубчатых колес

Помимо трех основных типов, упомянутых выше, конические зубчатые колеса имеют множество разновидностей. Некоторые из них гипоидные, коронные и угловые.

Гипоидные шестерни

Гипоидные шестерни представляют собой разновидность спирально-конических шестерен, но в отличие от них работают на непересекающихся и непараллельных валах. Зубья скручены и расположены под углом, как спиральные конические шестерни. Использование подшипников является обязательным в пюре пары гипоидных передач, потому что размещение шестерни и шестерни не на одном уровне. Производство гипоидных зубчатых колес дороже и сложнее по сравнению со спирально-коническими зубчатыми колесами. Эти шестерни используются не очень часто из-за их высокой цены.

Они используются в цементной, пищевой, горнодобывающей промышленности и производстве напитков, но в основном гипоидные передачи применяются в автомобильной промышленности. Они также используются в электростанциях, конвейерах, системах транспортировки материалов и смесителях.

Зубчатые колеса

Зубчатые колеса представляют собой другой вариант конических зубчатых колес, в которых делительная поверхность плоская, а корпус цилиндрический, а не конический. Название корона происходит из-за ее коронообразной структуры. Зубья шестерни расположены на 90 ^o на поверхность шестерни, делая ее похожей на корону. Они также известны как «лицевые шестерни». Затирающая пара зубчатых колес зависит от конструкции их зубьев, и они могут сочетаться с цилиндрическими зубчатыми колесами и другими типами конических зубчатых колес. Использование зубчатых колес в машинах для снижения шума и вибрации широко распространено.

Угловые шестерни

Угловые шестерни имеют угол вала 90 ^o, тогда как угловые угловые шестерни могут иметь любой угол вала, кроме прямого. Шестерни Mitre в основном используются в машинах для изменения направления передачи силы при сохранении постоянной скорости. При использовании затирающей пары из двух угловых шестерен с одинаковыми номерами и формой зубьев передаточное число становится равным 1:1. Угловые шестерни создают осевую нагрузку (осевую нагрузку), поэтому упорные подшипники всегда используются с промежуточной парой угловых шестерен для уменьшения осевой нагрузки.

Червячные передачи

Червячные передачи передают усилие и движение под прямым углом между непересекающимися и непараллельными валами. Представляет собой затирающую пару червяк и червячное колесо, где червяк представляет собой винтовой вал, а червячное колесо представляет собой цилиндрическую шестерню. Они лучше работают плавно и тихо, но они не так хороши, когда речь идет об эффективности, как другие типы передач.

Изготовление червячной передачи в виде песочных часов более сложное. Скольжение поверхностей червяка и червячной передачи вызывает трение, что требует смазки во время применения. Если червяк имеет малый угол опережения, червячное колесо не может провернуть червяк, что называется характеристикой самоторможения.

Чаще всего червячные передачи используются в системах, которым требуется функция самоблокировки. Они также используются в системах рулевого управления автомобилей, оборудовании для перемещения материалов, лифтах и подъемниках.

Внутренние зубчатые колеса

Внутренние зубчатые колеса представляют собой цилиндрические или конические зубчатые колеса, в которых зубья расположены на внутренней стороне корпуса зубчатого колеса. Они составляют затирающую пару с внешними шестернями, причем количество зубьев у обеих шестерен разное из-за разницы в размерах. Разница в количестве зубов конечна из-за проблем с обрезкой, трохоидной интерференции и эвольвентной интерференции.

В большинстве случаев прямозубые шестерни используются в качестве внешних шестерен в паре с внутренними шестернями. В отличие от зацепления внешних шестерен, зацепляющая пара внешней и внутренней шестерни вращается в одном направлении. Зубчатые фрезы используются для формовки и изготовления внутренних зубчатых колес.

Основной причиной изготовления внутренних зубчатых колес является их использование в соединениях валов и планетарных редукторах.

Заключение

Шестерни являются неотъемлемой частью машин и изготавливаются с особой тщательностью и точностью.