Виды шестеренок. Предназначение зубчатого колеса. Где применяется зубчатое колесо

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.

На этой странице вы познакомитесь с шестеренчатыми насосами, приложениями, использующими шестеренчатые насосы, и использованием порошкового металла для изготовления насосных шестерен. Шестеренные насосы - это тип насоса, который используется для переноса жидкостей из одного места в другое. Они представляют собой насос с принудительным вытеснением, что означает, что они обеспечивают постоянный расход независимо от изменений давления в системе.

Поперечный профиль зуба

Существует два типа зубчатых насосов - внешние шестеренные насосы и внутренние зубчатые насосы. Внешние зубчатые насосы используют две противоположные шестерни при передаче типа жидкости. Внутренние шестеренные насосы используют одну внешнюю кольцевую шестерню и одну внутреннюю шестерню, ведущую внутри кольцевой шестерни. В любом типе шестерни содержатся внутри корпуса насоса или корпуса.

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.

Продольная линия зуба

Внешние шестеренные насосы состоят из этих основных компонентов. Приводной механизм Приводной механизм Корпус насоса Конические пластины Боковые пластины. Насосы шестерни создают перемещение жидкости через зацепление передач. Жидкость поступает через входное отверстие и попадает в промежутки между зубьями шестерни и корпусом насоса. Когда шестерни вращаются, жидкость проталкивается по корпусу до тех пор, пока он не достигнет другой стороны, и выталкивает выходное отверстие под давлением.

Это похоже на толпу людей, идущих через набор вращающихся дверей. Шестеренчатый насос управляется каким-либо двигателем, который подключается к вращающемуся валу, который прикреплен к ведущей шестерне. Двигатель отвечает за поворот ведущей шестерни, которая, в свою очередь, приводит в движение ведомую шестерню.

Поперечный профиль зуба

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.

Шестеренные насосы используются во многих отраслях промышленности во многих отраслях промышленности, поскольку они являются прочными и жесткими в дополнение к тому, что они строятся с жесткими допусками. Они могут перекачивать вязкие жидкости при более высоких давлениях, чем центробежные насосы.

Где применяется зубчатое колесо?

Они очень часто используются в смазочных насосах для силовых передач в автомобилях, тяжелых грузовиках, оборудовании по уходу за газоном, гидравлических подъемниках и других станках. Масляный насос вашего автомобиля, вероятно, является шестеренчатым насосом.

Продольная линия зуба

Прямозубые колёса

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.

Выберите порошковый металл для нужд вашего зубчатого насоса

Насосы шестерни превосходны в качестве дозирующих насосов, поскольку они могут контролировать объем и расход различных жидкостей. Например, измерение химических добавок является одной обязанностью. Если вам нужны прецизионные насосы, порошковый металл - превосходный выбор.

Зубчатые колёса с внутренним зацеплением

Как механизм шестерни с порошковым металлом сравнивается с механической обработкой из зубчатого колеса? В большинстве приложений вы не заметите каких-либо различий в характеристиках насоса при использовании полностью обработанной шестерни насоса или одной из них, выполненной в виде порошкообразного металлического компонента.

Косозубые колёса

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.

  • При работе косозубого колеса возникает механический момент, направленный вдоль оси, что вызывает необходимость применения для установки вала упорных подшипников ;
  • Увеличение площади трения зубьев (что вызывает дополнительные потери мощности на нагрев), которое компенсируется применением специальных смазок.

В целом, косозубые колёса применяются в механизмах, требующих передачи большого крутящего момента на высокой скорости, либо имеющих жёсткие ограничения по шумности.

Оба они сделаны с очень близкими законченными допущениями, как правило, термически обработаны для длительного срока службы насоса, и оба сделаны по спецификации заказчика и имеют очень высокое качество. Вы хотите говорить напрямую с нашими специалистами в области проектирования, качества или контроля производства? Больше контактов можно найти на странице «Свяжитесь с нами».

Поэтому, если вы хотите изменить настройку инструмента, вам придется вручную внести изменения в экипировку. Многие машины работали таким образом, даже те, о которых вы бы не подумали, такие как печатные машины, складные машины и т.д. Поэтому использование механизма для настроек - это метафора, которая пробилась в наш лексикон визуального языка. Если вы хотите изменить то, как работает «что-то», вам нужно изменить внутреннюю работу системы, которая часто является передачей.

Колёса с круговыми зубьями

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.

Другая метафора для его использования - традиционная часовая. Фактически, многие часы теперь спроектированы так, чтобы пользователь мог видеть фактические внутренние работы. Что касается того, что было использовано для отображения «настроек» перед значком шестерни, вы должны были бы предположить, что такой значок не нужно до появления графических пользовательских интерфейсов. Первоначально панель управления была всего лишь одним настольным аксессуаром, содержащим все настройки внутри него, и у этого не было никакого значка, связанного с ним вообще.

Двойные косозубые колёса (шевроны)

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».

Несмотря на многие улучшения за эти годы, этот подход оставался в основном тем же. Значки пользовательских папок были введены, чтобы изобразить их, а также не содержали шестерни, винтики, гаечные ключи или отвертки! Вместо этого они использовали «слайдер» и «циферблат».

Машины, часы и открыватели могут вместе с другими устройствами использовать механизмы в своих механизмах для передачи мощности через вращение. Механизмы представляют собой тип кругового механического устройства с зубцами, которые сетчаты для передачи вращения по осям, и они являются очень ценным механизмом, о котором можно знать, поскольку их применения имеют широкий диапазон.

Зубчатые конические колёса

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.

Зубчатые конические колёса

Механизм - это колесо с зубцами вокруг его окружности. Механизмы обычно находятся в наборах из двух или более, используемых для передачи вращения от оси одной шестерни к оси другой. Зубы шестерни одной оси зацепляются с зубцами шестерни на другой, создавая таким образом взаимосвязь между вращением двух осей. Когда одна ось вращается, другая тоже будет. Две шестерни разных размеров заставят их две оси вращаться с разной скоростью, о чем вы узнаете, а также о разных типах передач и местах, которые они использовали.

Секторные колёса

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.

Передачи - очень полезный тип механизма передачи, используемый для передачи вращения с одной оси на другую. Скажем, у вас есть мотор, который вращается со скоростью 100 вращений в минуту, и вы хотите, чтобы он вращался со скоростью 50 оборотов в минуту. Вы можете использовать систему передач, чтобы уменьшить скорость, чтобы выходной вал вращается на половине скорости двигателя. Механизмы обычно используются в ситуациях с высокой нагрузкой, потому что зубцы шестерни обеспечивают более точный, дискретный контроль за перемещением вала, что является одним из преимуществ шестерни на большинстве систем шкивов.

Зубчатые колёса с внутренним зацеплением

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.

Колёса с круговыми зубьями

Передачи могут использоваться для передачи вращения от одной оси к другой, а специальные типы передач могут допускать передачу движения на непараллельные оси. Есть несколько разных терминов, которые вам нужно знать, если вы только начинаете с передач, как указано ниже. Для того, чтобы зубчатые передачи зацеплялись, диаметральный шаг и угол давления должны быть одинаковыми.

Ось: ось вращения шестерни, где проходит вал. Зубы: зубчатые поверхности, выступающие наружу от окружности шестерни, используются для передачи вращения другим передачам. Количество зубьев на шестерне должно быть целым. Механизмы передают только передачу, если их зубцы имеют сетку и имеют одинаковый профиль.

Зубчатое колесо - это главная деталь в зубчатой передаче. Выглядит оно как диск, покрытый по всей окружности зубьями. При вращении они сцепляются с зубьями другого такого колеса, обеспечивая движение. Существуют две разновидности шестерни (обобщенной название для зубчатых колес): ведущая малая и ведомая большая. Часто можно встретить просто сокращение большего - колесо. Определить такую деталь легко - она обязательно будет иметь шесть и больше зубьев. Используются они обычно в паре и имеют разное количество зубьев, такая схема и обеспечивает преобразование вращающего момента (внешнего усилия, которое к ним прикладывается) и передает вращение между валами. Передаточное число показывает отношение оборотов в минуту, вычислить его можно в соотношении размеров шестерен, а также соотношением чисел зубьев.

Круги с шагом двух зацепляющихся передач должны быть касательными для их сетки. Если бы две шестерни были вместо двух дисков, которые двигались по трению, периметр этих дисков был бы кругом тангажа. Вы можете использовать диаметр тангажа, чтобы рассчитать, как далеко должны находиться две передачи: сумма двух диаметров тангажа, деленная на 2, равна расстоянию между двумя осями. Две передачи должны иметь одинаковый диагональный шаг для сетки. Это значение намного легче обрабатывать, чем круговой шаг, потому что это рациональное число.

Угол давления: угол давления шестерни - это угол между линией, определяющей радиус окружности тангажа, до точки, где окружность тангажа пересекает зуб, и касательную линию к этому зубу в этой точке. Стандартные углы давления - 5, 20 и 25 градусов. Угол давления влияет на то, как шестерни контактируют друг с другом, и, таким образом, как сила распределяется вдоль зуба. Две передачи должны иметь одинаковый угол давления для сетки.

Где применяется зубчатое колесо?

Такие детали применяются, практически, во всех существующих механизмах, обеспечивая возможность механического движения:

  • В автомобилях, при их строении и внутри самих машин (к примеру, внутри коробки передач);
  • В судостроении;
  • В сельскохозяйственной технике;
  • В строительной технике (подъемный кран);
  • В промышленном секторе: горной и пищевой промышленности;
  • В обустройстве железнодорожных вагонов;
  • В военной технике (например, в танке);
  • В насосах - гидромашинах;
  • В механизме различных лебедок и подъёмников;
  • В часовых механизмах.

Со времен изобретения системы зубчатого колеса, использования его в водяных часах римлянами, этот принцип стал основой для создания вращательного движения практически во всех механизмах, которые его вымогают. Особенное внимание к работе таких деталей уделил еще известный изобретатель новаторских машин - Леонардо да Винчи.

Шаг 4: Расчет коэффициентов передачи

Чтобы вывести выходной вал с требуемой скоростью, вам необходимо использовать редукторную систему с определенным передаточным отношением для выдачи этой скорости. Передаточное отношение системы - это отношение скорости вращения входного вала к скорости вращения выходного вала. Существует несколько способов рассчитать это в двух передаточных системах. Первый - через количество зубьев на каждой передаче. Для расчета передаточного отношения уравнение имеет следующий вид.

Левая шестерня на первом изображении выше имеет 16 зубов, а правая шестерня имеет 32 зуба. Это означает, что на каждые 2 оборота левой шестерни правая шестерня вращается один раз. Передаточное отношение также может быть рассчитано с использованием диаметра тангажа в основном с тем же уравнением.

Сегодня же они применяются повсеместно и имеют несколько разновидностей и зарекомендовавших себя на должном уровне производителей. Каталог последних можно найти здесь: http://moskva.all.biz/, подобрав по производителю и классу.

В производном секторе таких деталей хорошо зарекомендовали себя страны СНГ и Евросоюза. Множество компаний предоставляет дилерские услуги в этом секторе, такие как ООО «ЭНЕРГОГЕНЕРАЦИЯ » из Харькова.

Передаточное отношение также может использоваться для определения выходного крутящего момента системы. Крутящий момент определяется как склонность объекта вращаться вокруг своей оси; в основном, мощность поворота вала. Вал с большим крутящим моментом может стать более крупным. В приведенном выше примере, хотя 32 зубчатая передача вращается медленнее, она выдает в два раза больше мощности поворота в качестве входного вала. В более широкой системе передач с несколькими зубчатыми колесами и валами общее соотношение системы по-прежнему является отношением скоростей входного и выходного валов, между ними всего лишь несколько валов.

Сейчас рынок заполнен различными видами колес, передовые технологии создают колеса с поперечной, продольной и круговой линией зуба, с внутренним зацеплением, секторные, конические, с реечной передачей. Методы изготовления в последние десятилетия применяют обкат с применением гребенки, червячной фрезы и долбяка, используют как холодное, так и горячее накатывание. Такие системы изготовления работают на увеличение прочности и долговечности металла, кстати с такого метала изготовляют детали мотора тойоты авто .

Чтобы рассчитать общее соотношение, проще всего начать с определения передаточного отношения каждого набора. Затем, начиная с набора, управляющего выходным валом и работающего назад, вы можете умножить первое значение в соотношении на значения, соответствующие отношению следующего набора передач, и использовать значение, полученное от скорости входного вала после умножение в качестве новой скорости ввода для чистого отношения. Это может быть немного запутанным, поэтому приведен ниже пример.

Чтобы вычислить передаточное отношение всей системы, вы начнете с последнего соотношения, 2: Мы снова это сделаем, умножив соотношение первой передачи на 3 и объединяя ее с нашим коэффициентом чистой, чтобы получить общее соотношение система, 6. Зубчатые шестерни являются наиболее распространенным и простейшим типом снаряжения. Шпунтовые передачи используются для переноса движения с одного вала на параллельный вал. Зубы разрезаются прямо вверх и вниз параллельно оси вращения. Когда две соседние цилиндрические зубчатые передачи зацепляются, они вращаются в противоположных направлениях.

При выборе шестерен стоит обратить внимание на их прочность и шумовой диапазон работы. Важно подобрать необходимую твердость для соответствующего механизма, руководствуясь советами по эксплуатации каждого отдельного механизма.