Зубчатые колеса, шестерни. Виды шестерен. Цилиндрические и конические шестерни. Расчет шестерни. Модуль шестерни. Цилиндрические шестерни с внутренним зубом производство грузоподъемного оборудования зао "нпо "механик"

Форма венца зубчатого колеса

конические зубчатые колёса

Примечания

Прямые, косые и шевронные

винтовые

оси валов параллельны

оси валов скрещены

Профиль зубьев

в основном эвольвентный

Фланкирование

Ф ланкирование

Назначение и виды зубчатых передач

Зубчатая передача - это механизм, который с помощью зубчатого зацепления передаёт или преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов.

Зубчатая пара состоит из шестерни и колеса. В большинстве случаев шестерня является ведущим элементом зубчатой пары, а колесо - ведомым, хотя встречается и обратное соотношение. Обычно шестерня имеет меньший диаметр. Как правило, при рассмотрении одинаковых параметров шестерни и колеса, шестерне присваивают индекс 1, колесу - 2. Например, Z 1 - количество зубьев шестерни, Z 2 - количество зубьев колеса.

Зубчатые колёса различаются по форме зубчатого венца, по взаимному расположению валов, по форме зуба относительно оси колеса, по форме профиля зуба, по различным отклонениям от стандартного профиля (корригирование) и т.д. Каждое сочетание перечисленных геометрических особенностей имеет свои особенности выбора конструкции, материала и изготовления колеса.

Форма венца зубчатого колеса

цилиндрические зубчатые колёса

конические зубчатые колёса

Примечания

Форма зубьев относительно оси колеса

Прямые, косые и шевронные

винтовые

Прямые, круговые и тангенциальные

Взаимное расположение осей валов

оси валов параллельны

оси валов скрещены

оси валов пересекаются (межосевой угол может быть как равен 90º; так и отличен от 90º)

Профиль зубьев

в основном эвольвентный

Достоинством является малая чувствительно к отклонению межосевого расстояния и возможность изготовления простым инструментом

Модификация профилей зубьев (корригирование)

Смещение исходного контура: прямозубые - высотное, угловое; косозубые - высотное.

Фланкирование

Смещение исходного контура: высотное, тангенциальное. Сочетание высотной и тангенциальной модификации.

Ф ланкирование применяют для быстроходных зубчатых передач в целях уменьшения сил удара при входе и выходе зубьев их из зацепления

Зубчатые передачи для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот осуществляются цилиндрическим колесом (шестерней) и рейкой.

Зубчатые передачи могут отличаться по условиям работы зубчатого зацепления. Они могут быть как открытыми, так и закрытыми. Открытые передачи не защищены от попадания загрязняющих веществ и работают в условиях со скудной смазкой густой консистенции, либо вообще без смазки.

Зубчатое зацепление используется также в планетарных передачах, в которых ось хотя бы одного зубчатого колеса подвижна.

Цилиндрические зубчатые колёса

Как видно из таблицы прямозубыми могут быть как цилиндрические, так и конические колёса.

Хотя максимальные окружные скорости прямозубых колёс могут доходить до 15 м/с, наиболее часто применяются скорости до 5 м/с. Одним из достоинств прямозубой передачи является отсутствие осевых усилий.

Косозубая передача используется обычно в следующих случаях:

1) если нельзя подобрать цилиндрическую прямозубую пару со стандартным модулем при заданных межосевом расстоянии и передаточном отношении;

2) в случае необходимости иметь малое колесо с небольшим числом зубьев при одновременно высоких требованиях к плавности и равномерности передачи;

3) при повышенных окружных скоростях колёс (при средних и высоких скоростях) и требованиях в отношении бесшумности передачи;

4) при больших передаточных отношениях

Косозубые и шевронные зубчатые колёса в зависимости от качества изготовления могут применяться при окружных скоростях до 30 м/с. Косозубые передачи иногда используются при малых окружных скоростях. Это объясняется некоторыми их преимуществами перед прямозубыми: одновременно в зацеплении находится несколько зубьев, передача вращения происходит более плавно, уменьшаются динамические нагрузки, возникающие вследствие неточности изготовления колёс. Кроме того, изготовление косозубых колёс не требует специального оборудования и оснастки. Одним из недостатков косозубых колёс является наличие осевого усилия, что вызывает необходимость усиления подшипниковых узлов и вала. Поэтому при больших осевых усилиях при передачи больших мощностей рационально применение более сложных шевронных передач, в которых осевые усилия скомпенсированы.

Рисунок 2

Рисунок 3

Цилиндрические передачи с косозубыми (винтовыми) колёсами могут быть как с параллельными осями колёс, так и с пересекающимися.

Вариант с пересекающимися осями колёс возможен в следующих случаях.

1. Оси колёс скрещиваются под углом 90º. В этом случае угол наклона зубьев ведущего колеса больше, чем у ведомого.

2. Оси скрещиваются под углом не равным 90º. В этом случае угол наклона зубьев ведущего колеса больше, чем угол наклона зубьев ведомого колеса. Возможны три сочетания колёс:

а) ведущее колесо винтовое, ведомое - прямозубое;

б) зубья обоих колес винтовые одного направления;

в) зубья обоих колес винтовые разного направления.


Рисунок 4

Цилиндрические передачи с внутренним зацеплением

По сравнению с передачами наружного зацепления цилиндрические передачи с внутренним зацеплением имеют во много раз меньшее относительное скольжение рабочих поверхностей зубьев, меньшее удельное давление между рабочими поверхностями зубьев и меньшие размеры при сравнительно большом передаточном отношении и малом межцентровом расстоянии. Однако они не получили большого распространения, поскольку они более сложны в изготовлении и при их применении не обеспечивается достаточная жесткость валов вследствие консольного расположения колеса и шестерни.

Корригирование цилиндрических зубчатых колёс

Цилиндрические зубчатые колёса могут быть как со смещением исходного контура, так и без смещения исходного контура. Эвольвентное зубчатое зацепление обладает ценным свойством: допускает успешную работу передачи и при изменении расстояния между центрами. Возможно три положения шестерни по отношению к колесу: нормальное, сближенное и раздвинутое. Таким образом, эвольвентное зацепление допускает использование для образования профиля зубьев различных участков эвольвенты, что даёт возможность осуществлять сдвиги профиля как при неизменном расстоянии между центрами (высотная коррекция), так и при раздвинутых или сближенных центрах (угловая коррекция).

Смещение исходного контура является одним из видов модификации профилей зубьев (корригирования). Преимущества эвольвентного зацепления при использовании корригирования:

Уменьшается минимально допустимое число зубьев (увеличивается модуль при том же диаметре шестерни);

Повышается прочность (особенно изгибная, так как зуб утолщается у основания);

Повышается износостойкость;

Повышается плавность эвольвентных передач.

К недостаткам коррегирования можно отнести уменьшение коэффициента перекрытия.

Конические зубчатые колёса

Прямозубые конические колёса применяют при невысоких окружных скоростях (до 2...3 м/с, допустимо до 8 м/с). При более высоких скоростях целесообразно применять колёса с круговыми зубьями, как обеспечивающие более плавное зацепление, меньший шум, большую несущую способность и более технологичные. Прямозубые конические передачи обеспечивают передаточное отношение до 3.

При окружных скоростях, больших 3 м/с, в конических редукторах применяют зубчатые передачи с косыми или криволинейными зубьями, которые благодаря постепенному входу в зацепление и меньшим изменением величины деформации зубьев в процессе зацепления работают с меньшим шумом и меньшими динамическими нагрузками. Кроме того, зубчатые колёса с косыми или криволинейными зубьями лучше работают на изгиб, чем прямозубые. Однако для полного контакта зубьев этих передач требуется прилегание зубьев не только по их ширине, но и по высоте, что повышает требования к изготовлению косозубых передач и колёс с криволинейными зубьями. Благодаря своим преимуществам такие передачи могут применяться при передаточных отношениях до 5 и даже выше.



Рисунок 5

а) с прямыми зубьями, б) с косыми зубьями,

в) с криволинейными зубьями, г) коническая гипоидная передача



Рисунок 6 - Основные элементы зубьев конических колёс

Конические зубчатые колёса с косыми зубьями могут работать с окружной скоростью до 12 м/с, а колёса с криволинейными зубьями - до 35-40 м/с. Наибольшее распространение получили передачи с криволинейными зубьями, нарезанными по спирали, эвольвенте (паллоидные) или окружности (круговые).Конические колёса с криволинейными зубьями могут иметь различное направление спирали. Зубчатое колесо называется правоспиральным, если со стороны вершины конуса зубья наклонены наружу в сторону движения часовой стрелки, в противном случае колесо называется левоспиральным.

Корригирование конических зубчатых колёс

Применяют в основном высотную коррекцию (корригирование) конических колёс. Также для конических колёс применяется тангенциальная коррекция, заключающаяся в утолщении зуба шестерни и утонении зуба колеса. Тангенциальная коррекция конических колёс не требует специального инструмента. Для цилиндрических колёс тангенциальную коррекцию не применяют, так как для она требует специального инструмента. На практике для конических колёс часто применяют высотную коррекцию в сочетании с тангенциальной.

Зубья конических колёс по признаку изменения размеров сечений по длине выполняют трех форм:

Рисунок 7

1.Нормально понижающие зубья. Вершины делительного и внутреннего конусов совпадают. Эту форму применяют для конических передач с прямыми и тангенциальными зубьями, а также ограниченно для передач с круговыми зубьями при mn>2 и Z = 20...100.

Рисунок 8

2. Вершина внутреннего конуса располагается так, что ширина дна впадины колеса постоянна, а толщина зуба по делительному конусу растёт с увеличением расстояния до вершины. Эта форма позволяет обрабатывать одним инструментом сразу обе поверхности зубьев колеса. Поэтому она является основой для колес с круговыми зубьями.

Рисунок 9

3. Равновысокие зубья. Образующие делительного и внутреннего конуса параллельны. Эту форму применяют для круговых зубьев при Z>40, в частности при средних конусных расстояниях 75-750 мм.

Передачи с неэвольвентным профилем

Существуют и альтернативные эвольвентной системе зацепления передачи. К ним можно отнести зацепление Новикова и арочные передачи . В зацеплении Новикова уменьшены следующие недостатки эвольвентного зацепления:

Звездочки, валы, шестеренки, металлообработка Ремонт шестерен в Екатеринбурге, шестерни, Любая шестерня от изготовителя, звездочки, звездочка, шестерня, стоимость шестерни, Шестерни с круговым зубом, ремонт шестерни, коническая пара, зубчатая передача, нарезка зуба шестерни, производство шестерен, Зубчатое колесо круговой зуб, нарезка кругового зуба
круговые зубъя, производство шестерен, крановое колесо, Коническое колесо, Вал шестерни, Шестерни, производство шестерен,
червяк, зубчатая пара, зубчатые колеса, венец червячный, звездочки, шестеренки, червячная пара, колесо червячное, вал червяк, маленькая шестерня,
колесико, пластиковая шестерня, шестеренка, шестеренки

Информация:

Погрешность шага ± 0,02 мм.
Класс точности 9.
Изготовление в соответствии DIN 3962/63/67.
Угол зацепления 20°.
Материал изготовления: сталь С45

Преимуществами предлагаемых зубчатых шестерен являются:

  • точность геометрии и размеров;
  • прочность и износостойкость;
  • высококачественная обработка поверхности;
  • сниженный уровень шума;
  • полное соответствие стандартам;
  • длительный срок службы.

В ассортименте предлагаются наиболее востребованные прямозубые и цилиндрические зубчатые шестерни. Продукция востребована в машиностроении, а также применяется в различных промышленных и бытовых механизмах. Зубчатые шестерни изготавливаются со ступицей из износостойких сплавов в различных типоразмерах в соответствии с ГОСТ и международными стандартами.

Разновидности зубчатых шестерен и их особенности

Основные элементы зубчатой передачи представляют собой цилиндрические или конические детали с зубчатой поверхностью. В механизмах взаимодействует несколько зубчатых шестерен, зацепляясь зубьями между собой и обеспечивая преобразование вращающего момента.

Элементы также классифицируются в зависимости от геометрии зуба на прямозубые, косозубые и шевронные. Зубчатые колеса с прямым зубом относятся к наиболее востребованному виду шестерен. В этом случае линия контакта параллельна оси вращения. Такая продукция дешевле в изготовлении, но имеет более низкий крутящий момент по сравнению с другими видами. Косозубые колеса характеризуются более тихим и плавным ходом, но требуют тщательной смазки.

Зубчатое колесо

Зубчатые колёса

Зубча́тое колесо́ , шестерня́ - основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями на цилиндрической или конической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса. В машиностроении принято малое зубчатое колесо с меньшим числом зубьев называть шестернёй , а большое - 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 валов на входе и 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 . В соответствии с передаточным отношением , увеличение крутящего момента будет вызывать пропорциональное уменьшение угловой скорости вращения ведомой шестерни, а их произведение - механическая мощность - останется неизменным. Данное соотношение справедливо лишь для идеального случая, не учитывающего потери на трение и другие эффекты, характерные для реальных устройств.

Движение точки соприкосновения зубьев с эвольвентным профилем;
слева - ведущее, справа - ведомое колесо

Цилиндрические зубчатые колёса


Параметры зубчатого колеса

Поперечный профиль зуба

Профиль зубьев колёс как правило имеет эвольвентную боковую форму . Однако, существуют передачи с круговой формой профиля зубьев (передача Новикова с одной и двумя линиями зацепления) и с циклоидальной . Кроме того, в храповых механизмах применяются зубчатые колёса с несимметричным профилем зуба.

Параметры эвольвентного зубчатого колеса:

  • m - модуль колеса. Модулем зацепления называется линейная величина в π раз меньшая окружного шага P или отношение шага по любой концентрической окружности зубчатого колеса к π , то есть модуль - число миллиметров диаметра приходящееся на один зуб. Тёмное и светлое колёсо имеют одинаковый модуль. Самый главный параметр, стандартизирован , определяется из прочностного расчёта зубчатых передач. Чем больше нагружена передача, тем выше значение модуля. Через него выражаются все остальные параметры. Модуль измеряется в миллиметрах , вычисляется по формуле:
  • z - число зубьев колеса
  • p - шаг зубьев (отмечен сиреневым цветом)
  • d - диаметр делительной окружности (отмечена жёлтым цветом)
  • d a - диаметр окружности вершин тёмного колеса (отмечена красным цветом)
  • d b - диаметр основной окружности - эвольвенты (отмечена зелёным цветом)
  • d f - диаметр окружности впадин тёмного колеса (отмечена синим цветом)
  • h aP +h fP - высота зуба тёмного колеса, x+h aP +h fP - высота зуба светлого колеса

В машиностроении приняты определенные значение модуля зубчатого колеса m для удобства изготовления и замены зубчатых колёс, представляющие собой целые числа или числа с десятичной дробью: 0,5 ; 0,7 ; 1 ; 1,25 ; 1,5 ; 1,75 ; 2 ; 2,5 ; 3 ; 3,5 ; 4 ; 4,5 ; 5 и так далее до 50 .

Высота головки зуба - h aP и высота ножки зуба - h fP - в случае т.н. нулевого зубчатого колеса (изготовленного без смещения, зубчатое колесо с "нулевыми" зубцами) (смещение режущей рейки, нарезающей зубцы, ближе или дальше к заготовке, причем смещение ближе к заготовке наз. отрицательным смещением , а смещение дальше от заготовки наз. положительным ) соотносятся с модулем m следующим образом: h aP = m; h fP = 1,25 m , то есть:

Отсюда получаем, что высота зуба h (на рисунке не обозначена):

Вообще из рисунка ясно, что диаметр окружности вершин d a больше диаметра окружности впадин d f на двойную высоту зуба h . Исходя из всего этого, если требуется практически определить модуль m зубчатого колеса, не имея нужных данных для вычислений (кроме числа зубьев z ), то необходимо точно измерить его наружный диаметр d a и результат разделить на число зубьев z плюс 2:

Продольная линия зуба

Зубчатое колесо от часового механизма

Зубчатые колеса классифицируются в зависимости от формы продольной линии зуба на:

  • прямозубые
  • косозубые
  • шевронные

Прямозубые колёса

Прямозубые колёса - самый распространённый вид зубчатых колёс. Зубья расположены в радиальных плоскостях, а линия контакта зубьев обеих шестерён параллельна оси вращения. При этом оси обеих шестерён также должны располагаться строго параллельно. Прямозубые колеса имеют наименьшую стоимость, но, в то же время, предельный крутящий момент таких колес ниже, чем косозубых и шевронных.

Косозубые колёса

Косозубые колёса являются усовершенствованным вариантом прямозубых. Их зубья располагаются под углом к оси вращения, а по форме образуют часть спирали.

  • Достоинства:
    • Зацепление таких колёс происходит плавнее, чем у прямозубых, и с меньшим шумом.
    • Площадь контакта увеличена по сравнению с прямозубой передачей, таким образом, предельный крутящий момент, передаваемый зубчатой парой, тоже больше.
  • Недостатками косозубых колёс можно считать следующие факторы:
    • При работе косозубого колеса возникает механическая сила, направленная 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 высоких скоростях, либо имеющих жёсткие ограничения по шумности.

Шевронные колеса

Шевронные колёса

Зубья таких колёс изготавливаются в виде буквы «V» (либо они получаются стыковкой двух косозубых колёс со встречным расположением зубьев). Передачи, основанные на таких зубчатых колёсах, обычно называют «шевронными».

Шевронные колёса решают проблему осевой силы. Осевые силы обеих половин такого колеса взаимно компенсируются, поэтому отпадает необходимость в установке валов на упорные подшипники. При этом передача является самоустанавливающейся в осевом направлении, по причине чего в редукторах с шевронными колесами один из валов устанавливают на плавающих опорах (как правило - на подшипниках с короткими цилиндрическими роликами).

Зубчатые колёса с внутренним зацеплением

При жёстких ограничениях на габариты, в планетарных механизмах, в шестерённых насосах с внутренним зацеплением, в приводе башни танка , применяют колёса с зубчатым венцом, нарезанным с внутренней стороны. Вращение ведущего и ведомого колеса совершается в одну сторону. В такой передаче меньше потери на трение, то есть выше КПД.

Секторные колёса

Секторное колесо представляет собой часть обычного колеса любого типа. Такие колёса применяются в тех случаях, когда не требуется вращение звена на полный оборот, и поэтому можно сэкономить на его габаритах.

Колёса с круговыми зубьями

Передача на основе колёс с круговыми зубьями (Передача Новикова) имеет ещё более высокие ходовые качества, чем косозубые - высокую нагрузочную способность зацепления, 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. Контакт поверхностей зубьев происходит в одной точке на линии зацепления, расположенной параллельно осям колёс.

Конические зубчатые колёса

Конические колёса в приводе затвора плотины

Во многих машинах осуществление требуемых движений механизма связано с необходимостью передать вращение с одного вала на другой при условии, что оси этих валов пересекаются. В таких случаях применяют коническую зубчатую передачу. Различают виды конических колёс, отличающихся по форме линий зубьев: с прямыми, тангенциальными, круговыми и криволинейными зубьями. Конические колёса с прямым зубом, например, применяются в автомобильных главных передачах, используемых для передачи момента от двигателя к колёсам.

Реечная передача (кремальера)

Литература

  1. Под ред. Скороходова Е. А. Общетехнический справочник. - М .: Машиностроение, 1982. - С. 416.
  2. Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин. - М .: Издательский центр «Академия», 2004. - С. 416. - ISBN 5-7695-1384-5
  3. Богданов В. Н., Малежик И. Ф., Верхола А. П. и др. Справочное руководство по черчению. - М .: Машиностроение, 1989. - С. 438-480. - 864 с. - Справочник технического переводчика
  4. Звено зубчатого механизма, имеющее замкнутую систему зубьев и обеспечивающее непрерывное движение другого звена (колеса, червяка, рейки) … Большой Энциклопедический словарь

    ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО - основная деталь зубчатой (см.) в виде диска с замкнутой системой зубьев, которая входит в зацепление с зубьями др. колеса (рейки), что обеспечивает непрерывное движение колеса (червяка, рейки) … Большая политехническая энциклопедия

    зубчатое колесо - 3.14 зубчатое колесо: Цельная деталь или сборочная единица, являющаяся зубчатым звеном с замкнутой системой зубьев, обеспечивающим непрерывное движение другого зубчатого звена (колеса). 3.15

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 (шестерни) обычно используются па́рами с разным числом зубьев с целью преобразования крутящего момента и числа оборотов вала на выходе. Шестерня, к которой крутящий момент подводится извне, называется ведущей , а шестерня, с которой момент снимается - ведомой . Если диаметр ведущего колеса меньше, то крутящий момент ведомого колеса увеличивается за счёт пропорционального уменьшения скорости вращения, и наоборот.

Следует заметить, что шестерённая 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 в данном случае будет пропорциональна произведению на . 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.

Поперечный профиль зуба

Боковая форма профиля зубьев колёс для обеспечения плавности качения может быть: , неэльвовентной передача Новикова (с одной и двумя линиями зацепления), . Кроме того, в применяются зубчатые колеса с несимметричным профилем зуба.

Продольная линия зуба

Прямозубые шестерни

Прямозубые шестерни - самый распространённый вид шестерён. Зубья являются продолжением радиусов, а линия контакта зубьев обеих шестерён параллельна оси вращения. При этом оси обеих шестерён также должны располагаться строго параллельно.

Косозубые шестерни

Косозубые шестерни являются усовершенствованным вариантом прямозубых шестерён. Их зубья располагаются под углом к оси вращения, а по форме образуют часть спирали. Зацепление таких шестерён происходит плавнее, чем у прямозубых, и с меньшим шумом.

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

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

Шестерни 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.

Двойные косозубые шестерни (шевроны)

Двойные косозубые шестерни решают проблему осевого момента. Зубья таких шестерён изготавливаются в виде буквы «V» (либо они получаются стыковкой двух косозубых шестерён со встречным расположением зубьев). Осевые моменты обеих половин такой шестерни взаимно компенсируются, поэтому отпадает необходимость в установке осей и валов в специальные подшипники. Передачи, основанные на таких зубчатых колёсах, обычно называют «шевронными».

Зубчатые конические колёса

Кроме наиболее распространёных циллиндрических З. к. применяются колёса конической формы. Конические шестерни применяются там, где необходимо передать крутящий момент под определённым углом. Такие конические шестерни с круговым зубом, например, применяются в автомобильных , используемых для передачи момента от двигателя к колёсам.

Секторные колёса

Секторная шестерня представляет собой часть обычной шестерни любого типа. Такие шестерни применяются в тех случаях, когда не требуется вращение механизма на 360°, и поэтому можно сэкономить на его габаритах.

Зубчатые колёса с внутренним зацеплением

При жестких ограничениях на габариты, в планетарных механизмах, в шестерённых насосах с внутренним зацеплением, в приводе башни , удобно применение колёс с зубчатым венцом, нарезанным с внутренней стороны. Также стоит заметить что вращение ведущего и ведомого колеса направленно в одну сторону.

Реечная передача (кремальера)

Коронные шестерни

Коронная шестерня - особый вид шестерни, зубья которой располагаются на боковой поверхности. Такая шестерня обычно стыкуется с обычной прямозубой, либо с барабаном из стержней (цевочное колесо), как в башенных часах.

Изготовление зубчатых колёс

Основные методы изготовления зубчатых колёс: метод копирования, когда режущие кромки инструмента соответствуют форме впадины зубчатого колеса и после нарезания одной впадины заготовка поворачивается на один зуб при помощи делительного устройства, метод обкатки, (обрабатывающий инструмент воспроизводит движение пары зубчатых колёс), горячее и холодное накатывание.

Технологиями изготовления зубчатых колёс занимаются специальные направления технологии машиностроения и области станкостроения. Основные производители металлорежущих станков

  • Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин. . - М.: Издательский центр "Академия", 2004. - С. 416. ISBN 5-7695-1384-5
  • Богданов В. Н., Малежик И. Ф., Верхола А. П. и др. Справочное руководство по черчению. . - М.: Машиностроение., 1989. - С. 864. ISBN 5-217-00403-7
  • Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. . - М.: Машиностроение., 2001. ISBN 5-217-02962-5
  • Компания Gudel производит достаточно широкий ряд зубчатых реек и шестерней модульного и метрического типа. Варианты исполнения - закаленная сталь, нержавеющая сталь, спецсплавы, композитные материалы, полиамид (для скоростных перемещений небольших масс). Стандартные компоненты зубчатых передач изготавливаются методом холодной формовки с последующей доводкой - шлифовкой и полировкой. В процессе изготовления металлические детали передач могут подвергаться специальной термической или химико-термической обработке. Класс точности зубчатых передач Gudel - от 6 до 12.

    Основные характеристики компонентов передачи зубчатая рейка-шестерня представлены в таблице 1.

    Таблица 1. Характеристики зубчатых реек Gudel

    Серия, сечение рейки Профиль зуба, метод обработки Классификация модульная/метрическая Материал, метод обработки Класс точности Длины,
    мм

    170, прямоугольное

    903, квадратное

    метрическая, p=10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0 мм

    C45E, фрезерование

    153, прямоугольное

    прямой, прецизионная нарезка

    метрическая, p=2,0; 5,0; 7,5; 10,0 мм

    58CrMoV4, все поверхности шлифованы

    151, круглое

    прямой, прецизионная нарезка

    метрическая, p=2,0; 5,0; 7,5; 10,0 мм

    ETG88, все поверхности шлифованы

    152, квадратное

    прямой, прецизионная нарезка

    метрическая, p=2,0; 5,0; 7,5; 10,0 мм

    Ck45 K+N, все поверхности шлифованы

    244, 240, прямоугольное

    прямой, закаленный, шлифованный

    ; 8,0; 10,0

    124, 123, квадратное

    прямой, прецизионная нарезка

    ; 6,0; 8,0

    Ck45 K+N, холодная формовка

    250, 500, 1000, 1000

    124, квадратное

    прямой, прецизионная нарезка, закаленный

    модульная, m=1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0

    Ck45 K+N, холодная формовка

    129, квадратное

    модульная, m=1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0

    Ck45, холодная формовка

    127, квадратное

    прямой, прецизионная нарезка

    модульная, m=1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0

    Полиамид PA6, фрезерование

    128, квадратное

    модульная, m=0,5; 1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 3,0

    Полиоксиметилен, литье под давлением

    130, квадратное

    прямой, прецизионная нарезка

    модульная, m=1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0

    126, круглое

    прямой, прецизионная нарезка

    модульная, m=1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0

    ETG88, шлифовка, класс h6

    250, 500, 1000, 2000

    131, круглое

    прямой, прецизионная нарезка

    модульная, m=1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0

    X10CrNiS 189, холодная формовка

    244, 246, квадратное

    косой, закаленный, шлифованный

    C45E, все поверхности шлифованы

    500, 1000, 480, 960

    * Для реек модульной системы классификации приведены округленные значения длин

    Для перечисленных зубчатых реек предлагаются шестерни для жесткой посадки на вал и шестерни с полым валом.

    Шестерни с полым валом серий 154, 254, 142, 141, 146 модульного и метрического типа изготавливаются со шпоночной канавкой. Шестерни зубчатых передач совместимы с червячными редукторами Gudel. Для данного типа передач Gudel предлагает оригинальные системы смазки.

    Шестерни из стальных сплавов серий SNB, SN, ST, SNE имеют класс точности 8e25 и классификацию по модульной системе (m=1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0).

    Шестерни серий 102 (m=1,0), 104 (m=1,5), 106 (m=2,0), 108 (m=2,5), 110 (m=3,0), 112 (m=4,0), 114 (m=5,0) изготовлены по классу точности 9e25, зуб прямой, закаленный.

    Шестерни серии LMV изготавливаются из полиамида и имеют металлическую втулку. Классифицируются по модульной системе (m=1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0). Имеют класс точности 8e25.

    Шестерни серии SH производятся целиком из пластмассы методом литья под давлением. Классифицируются по модульной системе (m=0,5; 0,7; 1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0), имеют класс точности 12e28.

    Шнеки и червячные колеса


    Компания Gudel самостоятельно производит шнеки и червячные пары. Для типоразмеров 30 - 75 максимальная скорость вращения шнека n1=6000 об/мин, для типоразмеров от 75 и выше n1=4500 об/мин.

    Характеристики изделий приведены в таблице 2.

    Таблица 2. Технические характеристики червячных пар

    * Указанные в таблице 4 передаточные числа возможны для всех типоразмеров червячных пар


    Конические передачи

    Для передачи крутящего момента под прямым углом компания Gudel предлагает пары конических шестерней и конические передачи в сборе. Характеристики передач приведены в таблице 3 и 4.

    Таблица 3. Характеристики пар конических шестерней

    Серия

    Нарезка

    Материал

    Типоразмеры (в модульной системе)

    Класс точности

    Передаточное число

    Прямозубая

    8f24

    1:1; 1:1,25; 1:1,5; 1:2; 1:2,5; 1:3; 1:3,5; 1:4;

    Прямозубая

    Нержавеющая сталь

    m=1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0

    8e25

    Прямозубая

    Полиамид PA6

    m=1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0

    8e25

    1:1; 1:2; 1:3; 1:4

    Прямозубая

    m=0,5; 0,75; 1,0

    8e25

    Прямозубая

    Сплав ZnAlCu

    m=1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5

    12

    Прямозубая

    Полиамид

    m=0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5

    12

    1:1; 1:2; 1:3; 1:4; 1:5

    Косозубая

    Инструментальная сталь

    m=0,5; 1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 3,0

    8e25

    Спиральная

    Закаленная сталь

    m=1,0; 1,5; 1,75; 2,25; 2,5; 3,0; 4,0

    7f24

    Таблица 4. Характеристики конических передач в сборе

    Серия

    Передаточное число

    Класс точности

    Допустимый момент при сервис факторе Sf=1,4

    Конструктивные особенности

    Пластмассовые шестерни установлены на валах, интегрированных (через втулки) в угловой профиль

    2,8 Нм (при n1=1000 об/мин)

    7,3 Нм (при n1=1000 об/мин)

    Косозубые шестерни выполнены из инструментальной стали. Корпус изделия выполнен из алюминия. Объем масла рассчитан на весь срок службы передачи (гарантийный срок) и не требует замены

    25,3 Нм (при n1=1000 об/мин)

    49,8 Нм (при n1=1000 об/мин)

    Косозубая коническая зубчатая передача. Зубья выполнены из закаленной стали, корпус из чугуна, Имеет входной и выходной валы со шпонками

    125,7 Нм (при n1=1000 об/мин)

    Косозубая коническая зубчатая передача. Зубья выполнены из закаленной стали, корпус из чугуна, Имеет входной и выходной валы со шпонками