Чем зубчатое колесо отличается от шестерни

В чем разница между червячной, конической, косозубой и прямозубой передачей

Какова разница между червячной, конической, косозубой и прямозубой передачей?

Зубчатая передача — это наиболее важная часть многих механизмов и двигателей. Их наличие помогает увеличить выходной крутящий момент за счет обеспечения необходимого передаточного числа и позволяет регулировать направление движения выходного вала, например, приводного вала автомобиля. Ниже перечислены основные типы передач (шестерен) и рассмотрены их отличия друг от друга.

• Прямозубая передача

Косозубые передачи позволяют добиться плавной работы благодаря постоянному контакту расположенных под углом зубьев.

Зубчатые колеса прямозубых передач монтируются последовательно на параллельных валах и позволяют достичь больших значений передаточного отношения.

Наиболее распространены прямозубые передачи, которые используются для обеспечения больших передаточных отношений. Зубья колес в таких передачах расположены под прямым углом, а сами зубчатые колеса установлены на параллельных валах. Прямозубые передачи используются в стиральных машинах, шуруповертах, заводных будильниках и прочих устройствах. Эти передачи довольно шумны вследствие механического столкновения зубчатых колес в момент вхождения в зацепление. Каждое зацепление вызывает громкий шум и вибрацию, именно поэтому прямозубые передачи не используются в сложной технике, такой как автомобили. Обычно передаточное число таких механизмов варьируется от 1:1 до 6:1.

• Косозубая передача

На вышеприведенном рисунке изображены два различных типа конических передач: прямозубая и спиральнозубая.

Косозубые передачи работают более плавно и тихо в сравнении с прямозубыми благодаря особому типу контакта зубьев. Зубья в данном случае расположены под углом к поверхности шестерни. Когда два зуба шестерен входят в зацепление, контакт между ними устанавливается постепенно, начиная с одного конца зуба. Контакт поддерживается на протяжении всего цикла зацепления. Зубья обычно расположены под углом от 15 до 30 градусов. Осевая нагрузка напрямую зависит от величины угла наклона зубьев. Косозубые передачи наиболее часто применяются в коробках передач. Они генерируют достаточно большую нагрузку, для восприятия которой используются упорные подшипники. Также косозубые передачи могут использоваться для передачи крутящего момента в случае, если зубчатые колеса устанавливаются под углом 90 градусов на перпендикулярных валах. Передаточное число обычно варьируется от 3:2 до 10:1.

• Конические передачи

Конические передачи обычно используются для передачи вращения вала в другом направлении. Зубья конической передачи могут быть прямой, спиральной или гипоидной формы. Шестерни с прямыми зубьями имеют те же характеристики, что и шестерни прямой передачи, и также подвержены высоким нагрузкам в момент зацепления. Прямозубые конические передачи, как и прямозубые цилиндрические передачи, имеют передаточные числа от 3:2 до 5:1.

В данном двигателе используется редуктор, состоящий из гипоидных и спиральнозубых конических зубчатых колес.

На вышеприведенном рисунке показан вид двигателя в разрезе, иллюстрирующий работу спиральнозубой конической передачи.

Спиральнозубые шестерни функционально не отличаются от косозубых шестерен. Они обеспечивают низкие уровни шумов и вибраций в сравнении с прямозубыми шестернями. Спиральнозубые шестерни, имеющие зубья с правым наклоном, используются для вращения по часовой стрелке относительно оси. Шестерни с левым наклоном используются для вращения против часовой стрелки относительно оси. Передаточное число таких передач варьируется от 3:2 до 4:1.

В гипоидной передаче, изображенной выше, большое зубчатое колесо называется ведомым, а меньшее — ведущим.

Гипоидная передача является разновидностью спиральной передачи, в которой зубчатые колеса имеет не коническую, а гиперболоидную форму. В гипоидной передаче ведущее зубчатое колесо располагается эксцентрично относительно ведомого. Это позволяет использовать ведущую шестерню большего диаметра и обеспечивает большую площадь пятна контакта.

Ведущее и ведомое колеса всегда вращаются в противоположные стороны, а спиральный угол зубьев ведущего колеса обычно больше угла зубьев ведомого. Благодаря большему передаточного числу, которое варьируется от 10:1 до 200:1, гипоидная передача широко используется в силовых трансмиссиях.

• Червячная передача

На рисунке изображена червячная передача в разрезе, что позволяет понять не только ее устройство, но и принцип работы. Особенности конструкции червячной передачи исключают ее вращение в обратном направлении.

Червячная передача используется в редукторах с большим передаточным числом, которое варьируется от 5:1 до 300:1. Пара конструктивно выполнена таким образом, чтобы червяк был в состоянии крутить шестерню, но шестерня не могла приводить в движение червяк. Угол подъема витка червяка является пологим, в результате чего шестерня удерживается на месте благодаря трению, возникающему при зацеплении. Червячные передачи используются в таком оборудовании как конвейеры, где блокировка обратного движения выполняет функцию тормоза или аварийного останова.

Источник: darxton.ru

Чем отличается шестерня от колеса

О том, какова разница между шестерней и зубчатым колесом, стараются узнать далеко не многие любители автомобилей, а порой многие даже путают данные понятия. В действительности, шестерня и зубчатое колесо во многом похожи между собой, однако принципиальных отличий все же больше.

Что представляет собой шестерня

Шестерня – это небольшое колесико с зубьями, которое крепится к специальной вращающейся оси. Поверхность у шестеренки в данном случае может быть как конической, так и цилиндрической.

Шестеренчатые передачи также имеют свою классификацию:

1. Прямозубые. Наиболее распространенный вид шестеренок, у которых зубья зачастую располагаются в радиальных плоскостях.
2. Скошенные. По-другому этот тип называется еще косозубым, а его использование в ходу у бензо- и электрических инструментов. По отношению к вращающейся оси они находятся под определенным углом.
3. Червячные. Их еще называют спиральными шестернями, которые используются преимущественно для рулевого управления автомобилем.
4. Винтовые. Они имеют зачастую форму цилиндра, а также расположены по всей линии винта. Располагаются такие шестеренки на валах, которые расположены перпендикулярно к вращающейся оси.

Данные разновидности являются наиболее распространенными, однако далеко не единственными, поэтому используемый вид напрямую соотносится с тем, какую функцию он должен будет выполнять.

При этом каждая шестеренка имеет определенное количество зубьев, что определяется ее назначением. Разница между количеством используемых зубьев необходима, поскольку благодаря этому фактору появляется возможность регулировать обороты вала и крутящийся момент. Шестеренки также разделяются на ведущие и ведомые. Ведущей называется та шестерня, к которой вращательный момент подводится снаружи, а ведомой – та, с которой она снимается.

Что представляет собой зубчатое колесо

Зубчатое колесо во многом напоминает шестеренку, поэтому многие механики или люди с техническим образованием формальной разницы между ними не видят, если дело не касается каких-то конкретных моментов работы.

Зубчатое колесо является колесом с небольшими зубчиками, которые выпирают в разные стороны. Основная ее задача – это придавать вращательное движение другим деталям, к которым присоединено данное зубчатое колесо. Внешне такое колесо выглядит как диск с конической или цилиндрической поверхностью, а зубчики располагаются на разном расстоянии друг от друга. Причем количество зубьев может сильно разниться, все зависит от того, чему именно служит то или иное колесо, какова его основная задача.

Использование зубчатых колес также нередко осуществляется парами, чтобы все процессы проходили максимально равномерно и спокойно. Задача любого вращательного механизма, в котором используется зубчатое колесо – это преобразование определенного количества оборотов во вращательный момент. Количество зубьев на колесе сильно влияет на то, насколько плавной будет передача, поэтому, чем их больше, тем более плавной будет скорость передачи. В том случае, если диаметр зубчатого колеса несколько больше, чем ведомая шестерня, то вращательный момент ведомого элемента может, как уменьшаться, так и увеличиваться, все зависит от скорости вращения.

В чем заключаются сходства между шестерней и зубчатым колесом

Между шестерней и зубчатым колесом можно отметить несколько схожих моментов:

• Как и шестерня, зубчатое колесо может быть как ведомым, так и ведущим элементом в общей системе.
• У шестерни и у зубчатого колеса форма может быть как цилиндрической, так и конической, все зависит от той функции, которую конкретная деталь выполняет.
• При помощи шестеренки и зубчатого колеса можно маневрировать на почве скорости вращательного элемента, либо уменьшая ее, либо увеличивая.
• Шестеренки и зубчатые колеса одинаково эффективно можно использовать на электрических и бензоинструментах, однако больше всего используют именно шестеренки, так как они обеспечивают устойчивость механизма.
• Шестеренка и зубчатое колесо могут использоваться для запуска вращательных осей.

Внешние сходства между шестеренкой и зубчатым колесом обоснованы также еще тем, что зачастую эти два элемента могут выполнять схожие функции и быть взаимозаменяемыми в определенных системах и механизмах.

В чем заключаются отличия между шестеренкой и зубчатым колесом

Между шестеренкой и зубчатым колесом при детальном рассмотрении имеются определенные различия:

1. Зубчатые колеса используются в механизмах посложнее, тогда как шестеренки – это, как говорится, мастера на все руки.
2. Используются шестеренки преимущественно парами, тогда как зубчатое колесо можно использовать в том или ином механизме в единственном экземпляре.
3. Размеры ведомых шестерен и зубчатых колес могут сильно отличаться друг от друга. Зачастую зубчатое колесо имеет больший диаметр, чем шестеренка, особенно, если используется в мощных системах.

Исходя из всех вышеприведенных фактов, можно сказать, что по своему функционалу шестеренка и зубчатое колесо является примерно одним и тем же элементом. Различия между ними могут быть заметны только в каких-то сложных механизмах, так как они по-разному воздействуют на результат, однако большинство людей, имевших с этим дело, нередко утверждают, что формальной разницы между данными элементами нет.

Источник: vchemraznica.ru

Шестерня vs зубчатое колесо

Часто участникам портала приходится изготавливать зубчатые колеса и шестерни. Но мало кто задается вопросом, в чем их отличие?

Недавно на полях одного топика, посвященного шестеренному насосу возник спор, что есть шестерня? Может ли быть две шестерни в паре? И чем шестерня отличается от зубчатого колеса, или это одно и то же?

Приводились разные мнения, перечислю некоторые –

1) Шестерни и зубчатые колеса – это одно и то же. Синонимы.

Вывод – те кто говорит, что изготовит ‘шестерни и зубчатые колеса’, на самом деле говорит ‘масло масляное’ и врет, что это разные вещи.

зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев, а при равенстве их – ведущее зубчатое колесо.

Большой энциклопедический политехнический словарь, 2004

Согласно ГОСТ 16530-83 ‘Передачи зубчатые общие термины определения и обозначения’,

Шестерня – Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев.

При одинаковом числе зубьев зубчатых колес передачи шестерней называется ведущее зубчатое колесо.

Вывод – из двух зубчатых колес, работающих в паре, только одна называется шестерня, а второе – колесо. Шестерня, это то зубчатое колесо, которое, как правило, крутится с большей угловой скоростью.

3) Согласно ГОСТ 17398-72 ‘Насосы. Термины и определения’, Шестеренный насос –

Зубчатый насос с рабочими органами в виде шестерен, обеспечивающих геометрическое замыкание рабочей камеры и передающих крутящий момент.

Слово ‘шестерня’ в единственном числе этот ГОСТ не употребляет вообще, и определения понятия ‘шестерни’ также не содержит. Остается только попробовать вывести это определение из текста формулировки, от обратного:

Шестерни – рабочие органы зубчатого насоса, обеспечивающие геометрическое замыкание рабочей камеры и передающие крутящий момент.

Вывод – два рабочих органа, всегда работающих только в паре, этот ГОСТ называет шестернями, и их в единственном числе не бывает, как ножниц (если вынуть из насоса один рабочий орган, то он не станет шестерней, так как он один не может обеспечить геометрическое замыкание рабочей камеры и передавать крутящий момент согласно функции из ГОСТ 17398-72), а если их разобрать на две части, то каждая часть должна называться ‘половина шестерен’, а не ‘одна шестерня’, так же как ‘половина ножниц’, а не ‘одна ножница’.

При этом такие шестерни вообще не являются зубчатыми колесами, и не являются зубчатой передачей, в понимании ГОСТ 16530-83, потому что в этом случае, только один рабочий орган был бы шестерней, а второй бы стал колесом, и вместе они не назывались бы шестернями.

Тем самым эти шестерни, не те шестерни, которые зубчатые колеса в зубчатых передачах, а те шестерни, которые рабочие органы в зубчатом насосе.

Как говорится, почувствуйте разницу, и, как принято в технике, на чертежах и в спецификациях надо указывать – ‘1/2 шестерен по ГОСТ 17398-72’ или ‘шестерня по ГОСТ 16530-83’. И в речи тоже надо добавлять, мол ‘шестерни для зубчатых насосов‘, ‘ведущая/ведомая половина шестерен для зубчатых насосов‘ или ‘шестерня для зубчатых передач‘.

4) Так как согласно ГОСТ 17398-72 шестеренный насос это зубчатый насос с рабочими органами в виде шестерен. то эти рабочие органы лишь похожи на шестерни или зубчатые колеса, но таковыми не являются. И обсуждаемый термин всегда следует понимать так, как говорится в ГОСТ 16530-83 и в словарях.

5) В классической технической литературе, рабочие органы зубчатых насосов называли – зубчатки. И любые зубчатые колеса тоже называли зубчатками.

Зубчатки в зубчатой передаче, могли быть либо шестернями, либо колесами, в зависимости от того, какое положение они там занимают. А в реверсивных передачах с равными зубчатками, одни и те же зубчатки вообще могли быть то шестерней, то колесом, в зависимости от направления вращения.

Как видно, ни стандарт ни словарь впрямую не определяет шестерню, как деталь насоса, а только как звено зубчатой передачи, и даже исключают саму возможность существования двух шестерен в паре, так как в паре одинаковых зубчатых колес, только одна становится шестерней – ведущая.

Отсюда и возник вопрос к сообществу – как следовало бы называть рабочие органы зубчатого насоса, что бы не путать ‘шестерню’c ‘шестернями’, и ‘шестерни’ с ‘зубчатыми колесами’?

При том, что ГОСТы СССР реально уже не действуют в РФ на обязательных условиях.

Прошу высказываться, какое из приведенных мнений вы поддерживаете?

А для тренировки понимания глубины и сложности вопроса, сначала предлагаю решить задачку –

Является ли насос с рабочими органами, представляющими собой прямозубые колеса с зацеплением Новикова, ‘шестеренным насосом’, а пару этих колес – ‘шестернями’, в понимании ГОСТ 17398-72?

Источник: 3dtoday.ru

Косозубые шестерни

Косозубая шестерня — усовершенствованный вариант обычной прямозубой, обеспечивающий более надежное сцепление элементов зубчатой передачи. Благодаря этому повышается плавность работы механизма, что гарантирует увеличение рабочего ресурса деталей.

Что такое косозубые шестерни?

Косозубая шестерня отличается формой нарезки зубьев. Они располагаются не параллельно, а под углом к оси вращения детали. Поверхность шестерни напоминает часть спирали. Применяется в механизмах, к которым предъявляются более жесткие требования к плавности хода и уровню создаваемого при работе шума.

Косозубые шестерни отличают следующие преимущества:

• Способна передавать более высокий крутящий момент за счет большей площади зацепления шестерней.
• Отсутствие рывков при запуске механизма в работу. Возможность применения в приводах и механизмах, работающих с переменной нагрузкой.
• Меньший уровень шума даже при работе в режимах с максимально допустимой нагрузкой.

Но следует отметить и недостатки, характерные для косозубых шестерней:

• Увеличенная площадь зацепления обуславливает возросшие значения силы трения. Исходя из этого предъявляются более жесткие требования к качеству и периодичности замены смазочных материалов.
• Повышенный нагрев и несколько сниженный коэффициент полезного действия.
• На вал с косозубой шестеренкой действуют более значительные силы, поэтому требуется установка на опорный подшипник.

Кроме того, производство косозубой шестерни более сложное в техническом плане, поэтому и стоит деталь несколько дороже.

Что такое модуль зуба шестерни

Модуль зуба шестерни — один из основных параметров, на который следует обращать внимание при выборе. Это универсальная линейная характеристика, позволяющая связать воедино все основные параметры шестерни — количество зубьев и их высоту, шаг, диаметр делительной окружности шестерни.

Именно от этого показателя прочность шестерни, чем большим будет модуль, тем меньше зубья подвержены износу, благодаря чему существенно увеличивается рабочий ресурс детали.

Модуль зацепления шестерни может быть рассчитан по нескольким формулам. Чаще всего используют отношение шага зубьев к числу Пи. Но это значение можно выразить и через высоту зуба, при этом модуль будет в 2,25 раз меньше высоты. Нередко для расчета определяют значение делительного диаметра и делят его на количество зубьев, увеличенное на 2.

Чем отличается зубчатое колесо от шестерни

Еще один момент, на который следует обратить внимание. Конечно, в разговорной речи эти понятия идентичны, но с технической точки зрения шестерня отличается от зубчатого колеса. И различие в основном связано не с особенностями конструкции, а функцией, выполняемой в механизме.

Согласно перечню основных терминов, приведенных в ГОСТ 16530-83, шестерня — зубчатое колесо с меньшим числом зубьев для редукторов и большим числом для мультипликаторов. Если в механизм входят детали с одинаковым количеством зубьев, то шестерней считается ведущая деталь, а зубчатым колесом — ведомая. Отметим, что на практике применяется еще одна разновидность — вал-шестерня, которая представляет собой вал с нарезанными непосредственно на нем зубьями. Все перечисленные детали являются основными элементами механических зубчатых передач.

Конструкция зубчатой передачи

Зубчатая передача представляет собой механизм для изменения скорости вращения и величины крутящего момента. Вращательно движение передается между валами, оси которых могут быть параллельными, скрещивающимися или пересекающимися. Различают несколько основных типов зубчатых передач, использующихся в различных механизмах:

Каждый из приведенных видов отличается сферой применения и техническими характеристиками. Один из самых распространенных типов зубчатой передачи — цилиндрическая. Она наиболее проста по конструкции, позволяет передавать значительный крутящий момент. Следует отметить, что цилиндрические зубчатые передачи обладают одним из самых высоких показателей КПД и широким диапазоном передаточного числа. Чтобы уменьшить диаметры используемых шестерней и зубчатых колес, используют многоступенчатую схему конструкции.

Для уменьшения негативного воздействия сил трения зубчатые передачи чаще всего монтируются в закрытом корпусе, который заполнен смазочными материалами. Это позволяет увеличить срок службы механизма.

Источник: www.ttaars.ru

Зубчатые колеса

Зубчатое колесо — один из основных элементов зубчатой передачи, работающий в паре с другим зубчатым колесом (шестерней) или зубчатой рейкой. Служат зубчатые колеса для передачи и преобразования механической энергии между силовыми агрегатами и далее для исполнительных механизмов машин. Зубчатые передачи имеют преимуществами перед другими видами передач:

• Способность выдерживать значительные нагрузки при меньших габаритах.
• Постоянство и высокое значение (до нескольких сот) передаточного числа.
• Надежность и длительный срок службы.
• Применение в широком диапазоне скоростей и мощностей.

Виды зубчатых колес и область применения

Цилиндрические зубчатые колеса прямозубые. С наружным и внутренним зацеплением. Служат для передачи энергии вращения между валами с параллельными осями. Наиболее распространены благодаря сравнительной простоте изготовления, обслуживания, надежности и малым габаритам. Применяются во всех отраслях машиностроения: станкостроение, тяжелое оборудование, автомобильное производство, производство редукторов и др. Передачи с прямозубыми цилиндрическими колесами обладают наиболее высокой кинематической точностью. Поэтому востребованы в приборостроении.

Конические зубчатые колеса (с прямой и тангенциальной формой зуба). Для зубчатых передач с пересекающимися осями (обычно под 90 градусов). Требуют для изготовления специальных станков, более требовательны к точности изготовления, точности установки, усложняют конструкцию опор валов.

Применяются во фрезерных и зубонарезных станках. Также нашли применение в конических редукторах, дифференциальных механизмах — там, где по компоновке редуктора предусмотрены передачи с пересекающимися осями.

Червячные колеса. Для зубчатых передач с перекрещивающимися (обычно под 90 градусов) осями. Сложнее цилиндрических колес в изготовлении, быстрее изнашиваются.

Обладают низким уровнем шума, плавностью хода, обусловленные особенностями механического зацепления червяка и червячного колеса. Эти свойства ценятся в металлообрабатывающих станках, цеховых электрокарах, мешалках, бетономешалках, приводах ворот и т.д.

Только у червячных колес есть эффект «самоторможения» для передач с передаточным числом свыше 1:35. При остановке электродвигателя выходной вал невозможно провернуть. Поэтому червячные колеса применяют в редукторах там, где важна техника безопасности, сохранность грузов при перегрузке: подъемники, наклонные транспортеры. При определённых требованиях это позволяет сэкономить на дополнительном тормозном устройстве.

Подбор зубчатых колес по каталогу

Компания Техноберинг предлагает качественные зубчатые колеса производства Sati (Италия). Вся продукция сертифицирована, соответствует ГОСТ РФ и стандартам ISO.

Пользуйтесь удобной интерактивной таблицей для подбора зубчатых колес. Она простая, интуитивно понятная. Просто заполняйте характеристики (вводите или выбирайте из предложенных вариантов) последовательно согласно спецификации по вашей документации.

• Для цилиндрических зубчатых колес: передаточное число, количество зубьев и наличие (отсутствие ступицы).
• Для конических колес. Конические зубчатые колеса очень требовательны к точности изготовления и точности установки, поэтому производитель рекомендует приобретать сразу пару зубчатой передачи. Для выбора пары необходимо ввести: модуль, передаточное число и количество зубьев обеих шестерен.

Зубчатые колеса выпускают также компании SKF (Швеция) и Bonfiglioli Riduttori (Италия).

Приобретайте ответственные решения для производственных задач в компании с долголетней репутацией, широкой линейкой продукции и легкодоступным оперативным складом.

Опытные специалисты Техноберинга подскажут, быстро подберут и порекомендуют наиболее оптимальный вариант зубчатой пары для решения вашей производственной задачи.

Магазин Техноберинг — надёжный поставщик качественных колес и шестерен для зубчатых передач!

Источник: technobearing.ru