в чем разница между шестерней и зубчатым колесом

В чем разница между шестерней и зубчатым колесом?

1) Шестерни и зубчатые колеса — это одно и то же. … 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.

Какое зубчатое колесо называется шестерней?

В зубчатой передаче шестерней называют малое зубчатое колесо с небольшим количеством зубьев, а большое — зубчатым колесом. В случае применения пары шестерен с одинаковым количеством зубьев, ведущую называют шестерней, а ведомую — зубчатым колесом.

Как определить число зубьев зубчатого колеса?

То есть количество зубьев умножаем на модуль и делим на косинус угла зуба по делительному диаметру или количество зубьев умножаем на модуль торцевой.

В чем отличие звездочки от шестерни?

Звездочки способны работать по отдельности, в то время как шестерни способны создавать между собой надежные сети. Если тщательнее рассмотреть зубцы и бороздки каждого из механизмов, эта разница между ними будет видна.

Как правильно рассчитать шестерню?

То есть число зубьев малого колеса плюс число зубьев большого колеса разделить на 2 умножить на косинус угла зуба шестерни по делительному диаметру и всё это умножить на модуль или число зубьев малого колеса плюс число зубьев большого колеса умножить (0,5 умножить на модуль торцевой).

Какие бывают зубчатые колеса?

Виды зубчатых колес, шестерен

Как называется зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев?

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.

Как найти модуль зубчатого колеса?

Модуль зубчатого колеса геометрический параметр зубчатых колёс. Для прямозубых цилиндрических зубчатых колёс модуль m равен отношению диаметра делительной окружности dд к числу зубьев z или отношению шага t по делительной окружности к числу: m = dд/z = ts/π.

Как рассчитать параметры зубчатого колеса?

Модуль зубчатого колеса можно рассчитать и следующим образом: m=h/2,25, где h — высота зубца.

Как рассчитать наружный диаметр зубчатого колеса?

Наружный диаметр зубчатого колеса равен диаметру делительной окружности плюс высота двух головок зуба, т. е. Следовательно, для определения диаметра заготовки зубчатого колеса надо число его зубьев увеличить на два и полученное число умножить на модуль.

Что такое звёздочки?

Звёздочка (довольно часто в строгой форме «Звезда», также — цепное колесо) — это профилированное колесо с зубьями, которые входят в зацепление с цепью, гусеницей или с другими материалами с выемками или зазубринами. … Такие звёздочки являются основой велосипедного переключателя скоростей.

Что такое звездочка?

Звёздочка (астериск) — типографский знак — *. Закрашенная звёздочка — разговорное название символа Юникода — ★ — Закрашенная звезда (U+2605). Используется как астрономический символ звезды. Незакрашенная звёздочка — разговорное название символа Юникода — ☆ — Незакрашенная звезда (U+2606).

Как рассчитать количество зубьев шестерни?

Вычисляется по формуле M=D/(n+2), где D — внешний диаметр шестерни (легко измеряемый штангенциркулем), n — число зубьев.

Как рассчитать диаметр зубчатого колеса?

Диаметр делительной окружности d является одним из основных параметров, по которому производят расчет зубчатого колеса: d = m × z, где z — число зубьев; m — модуль.

Как посчитать какой модуль фрезы нужен?

Фрезы и общее понятие модуля идут по основному модулю (модуль по делительной окружности), торцевой более для определённых расчётов зубчатых передач. Модуль это самая необходимая величина для расчёта зубчатых шестернь. Формулы расчёта модуля m: m=t:π=шаг по делительной окружности разделить на число Пи (3,14…)

Источник

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?

Большой энциклопедический политехнический словарь, 2004

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

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

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:

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.

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.

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.

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

Прошу высказываться, какое из приведенных мнений вы поддерживаете?

Источник

Чем отличается шестерня от зубчатого колеса?

Шестерня и зубчатое колесо разница

Зубчатое колесо или Шестерня – это важнейшая деталь, которая применяется в механизмах зубчатой передачи и выполняет основную функцию – передает вращательное движения между валами, при помощи зацепление с зубьями соседней шестерни.

Выглядит шестерня как диск с конической или цилиндрической поверхностью на которой на равном расстоянии расположены зубья. В зубчатой передаче шестерней называют малое зубчатое колесо с небольшим количеством зубьев, а большое – зубчатым колесом.

В случае применения пары шестерен с одинаковым количеством зубьев, ведущую называют шестерней, а ведомую – зубчатым колесом. Но чаще всего все зубчатые колеса и малые и большие называют шестернями (шестеренками).

Заурядно используют шестерни парами с различным количеством зубьев, этот механизм зубчатой передачи позволяет преобразовать число оборотов валов и вращающий момент. Передаточное число – это отношение чисел оборотов валов в минуту, определяется отношением диаметров шестерен или отношением чисел из зубьев.

К стати, число зубьев на колесах влияет на плавность хода передачи, чем их число больше, тем плавнее ход передачи. Ведущей шестерней называется та, вращение которой передается извне, а ведомой называют шестерню, с которой снимается вращающий момент.

Если диаметр ведущей шестерни больше, то вращающий момент ведомой шестерни уменьшается за счёт пропорционального увеличения скорости вращения, и наоборот.

Изобретение Шестерни

Изобретатель шестерни не известен, в истории шестерни упоминаются Ктезибием он использовал древнее зубчатое колесо в своих водяных часах во II веке до нашей эры, а так же упоминает в своем сочинении о применение шестерен Архимедом в III веке до н.э. Есть данные о использовании шестерен Римлянами в начале новой эры. В работах Леонардо да Винчи, в чертежах некоторых механизмов присутствуют шестерни с формой зуба близкой к современной.

Области применения шестерен

Шестерни применяются в различных, сложных и простых механизмах в машиностроении, судостроении, в пищевой и горнодобывающей промышленности, а так же: в буровых установках, железно дорожных вагонах, в подъемных кранах, в автомобильных дифференциалах, коробке передач, танках, лебедках, шестеренных гидромашинах – насосах, часах и в прочих механизмах.

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

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)

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.

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.

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:

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:

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:

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.

Зубчатые передачи в редукторах

Зубчатое колесо представляет собой элемент механического оборудования, в которые зубцы расположены вокруг цилиндрических или конусообразных поверхностей с равным интервалом. Сцепление двух зубчатых колес служат для передачи вращений и крутящего момента от ведущего вала к ведомому.

Любые шестерни можно классифицировать по форме как эвольвентные и циклоидальные. Кроме того, они могут быть классифицированы по положениям валов: параллельные, пересекающиеся, не параллельные и не пересекающиеся. История зубчатых колес началась с древних времён.

О применении зубчатых колес мы знаем из истории древней Греции еще до н.э., пример тому колёса Архимеда.

Типы передач

Существует много типов зубчатых колес, таких как: цилиндрические, косозубые, конические, червячные, зубчатые рейки. Их можно классифицировать по расположению осей в пространстве: параллельные, пересекающиеся и не пересекающиеся валы.

Необходимо точно понимать различия между типами зубчатых колес для дальнейшего их применения в механических конструкциях. Выбирая зубчатые колёса важно учитывать такие факторы, как: размеры (модуль, количество зубьев, угол наклона спирали, ширина поверхности), Стандарт точности (ISO, AGMA, DIN), точность шлифования зубов и термообработка, допустимый крутящий момент и КПД.

Помимо информации на странице, мы можем отправить на электронную почту более подробную техническую информацию в формате PDF. В каталогах указана подробная информации о червячных, реечных и конических передачах, а также расчёты и примеры их применения. Также в них дополнительно есть объяснение относительно соответствующего типа шестерни.

Цилиндрическое прямозубое колесо

Зубчатые колеса с цилиндрическим расположение зубов называются — цилиндрическими зубчатыми колесами. Цилиндрические зубчатые колеса относятся к группе зубчатых колес с параллельным расположением валов в пространстве и представляют собой зубчатые колеса с прямым профилем зубов, параллельных валу. Цилиндрические зубчатые колеса имеют огромную популярность и применяются в большинстве случаев. Фактором такой популярности является высокая точность при относительно простых производственных процессах. Применяются такие передачи в цилиндрических редукторах.

Также у них отсутствует нагрузка в осевом направлении (осевая нагрузка). В зубчатой паре обычно большое колесо имеет название — шестерня, а малое – шестеренка.

Винтовой механизм

Винтовые зубчатые колеса используются с параллельными валами, также, как и цилиндрические зубчатые колеса они представляют собой колеса профильными зубами. Они имеют лучшее зацепление зубьев, чем колеса с цилиндрическим расположением зубов, не шумят в процессе эксплуатации и могут передавать более высокие нагрузки, что делает их пригодными для применений на высоких скоростях вращения.

Эксплуатация винтовых зубчатых колес подразумевает высокая осевое усилие, что требует использования упорных подшипников. Винтовые зубчатые колеса поставляются с правым и левым изгибом зубов, требующим противоположных зубчатых колес для пары зацепления.

Зубчатая рейка

Зубья одинакового размера и формы, вырезанные на равных расстояниях вдоль плоской поверхности или прямого стержня, называются зубчатой рейкой.

Зубчатая рейка — это цилиндрическая шестерня с радиусом шага цилиндра. В зацепление с цилиндрической шестерней, она преобразует вращательное движение в линейное движение. Зубчатые рейки можно разделить на прямые и винтовые зубчатые, но оба варианта имеют прямые зубчатые линии.

Коническая передача

Конические зубчатые колеса имеют конусообразную форму и используются для передачи усилия между двумя валами, которые пересекаются в одной точке (пересекающимися валами). Коническое зубчатое колесо имеет форму конуса, а его зубья расположены равномерно вдоль конуса.

Конические зубчатые колёса бывают: прямые, косозубые, спиральные, угловые, коническо-угловые, коронные, конические с нулевой частотой и гипоидные. Применяются такие передачи в конических редукторах.

Спиральная коническая шестерня

Спиральные конические зубчатые колеса — это колеса с изогнутыми коническими зубьями. Благодаря большой площади соприкосновения зубьев они превосходят прямые конические зубчатые колеса по эффективности и прочности, выдерживают большие вибрации и издают меньше шума. Однако, их сложнее производить и поэтому они дороже.

Кроме того, поскольку зубья изогнуты, увеличивается осевая нагрузка на весь вал. Зубчатые колеса, имеющие нулевой угол скручивания, называется — нулевой конической передачей.

Винтовая передача

Винтовые зубчатые колеса представляют собой винтовые колеса с углом закручивания под 45° установленных на скрещивающихся валах. Поскольку контакт между зубами имеет небольшую площадь, их перегрузочная способность низкая, и они не подходят для передачи большой мощности.

Поскольку вращение передается при скольжении поверхностей зубьев, при использовании винтовых передач необходимо обращать внимание на смазку. У таких передач нуту ограничений по количеству зубов.

Ступенчатые шестерни

Ступенчатые шестерни — это конические зубчатые колеса с передаточным отношением 1/1. Они используются для изменения направления передачи мощности без изменения скорости. Есть прямая и спиральная форма шестерни.

При использовании спирально-наклонных зубчатых колес необходимо рассмотреть возможность применения упорных подшипников, поскольку они создают осевую нагрузку. Помимо обычных зубчатых передач с углами валов 90 °, зубчатые колеса другими углами вала называются — угловыми зубчатыми колесами.

Червячный редуктор

Вал с нарезанной резьбой называется — червяк, сопряженное с ним зубчатое колесо — это червячное колесо. Оба этих элемента находится на перекрещивающихся валах и называются — червячной передачей. Червяки и червячные колеса не всегда имеют цилиндрическую форму.

Существует червячная передача в форме, песочных часов которая имеет увеличенную площадь контакта, но производство таких передач очень сложное и дорогостоящее. Из-за непосредственного контакта поверхностей зубчатой передачи необходимо уменьшить трение. Поэтому в качестве материалов для червяка обычно используется твердый материал, а для червячного колеса — мягкий материал. Несмотря на низкую эффективность червячной передачи, скользящий контакт работает плавно и не шумит. Также следует отметить функцию самоторможения — это когда угол опережения червяка достаточно мал. Применяются такие передачи в червячных редукторах.

Внутренняя передача

Внутренние зубчатые колеса имеют зубчатую поверхность на внутренней стороне цилиндрического колеса. Основное использование внутренних зубчатых колес — это планетарные редукторы. Существуют ограничения в количестве различий между внутренними и внешними зубчатыми колесами, поэтому для получения высоких передаточных чисел могут применяться несколько зубчатых пар.

Направление вращения внутренних и внешних зубчатых колес в единой системе одинаковы. Когда применяются два внешних зубчатых колеса, направление вращения внутренних и внешних зубчатых колес противоположное.

Номенклатура зубчатых передач на рисунке

Существует три основных категории зубчатых колес в соответствии с ориентацией их осей

Конфигурация:

Разница между шестерней и звездочкой

Обычно, шестерня зацепляется с другой шестерней, а звездочка зацепляется с цепью и поэтому не является шестерней. Помимо звездочек, бывают элементы похожие на шестеренку и называются они — трещотками. Основное их отличие — это ограничение движения в одном направлении.

Классификация зубчатых колес по типу

Наличие шлифовки зубов

Точность шлифовки зубов положительно влияет на последующую работоспособность зубчатых колес. Поэтому при выборе типов зубчатых колес шлифовка зубов является важным элементом, который необходимо всегда учитывать. Шлифовка поверхности зубьев шестерни позволяет значительно снизить показатели шума, увеличивает перегрузочную способность и в целом влияет на класс точности. С другой стороны, дополнительная шлифовка зубьев увеличивает финальную стоимость и подходит не для всех зубчатых колес. Для достижения высокой точности, кроме шлифования, существует еще и фрезеровка с применением специальных фрез.

Зубчатые колеса

Зубчатые колеса представляют собой механические элементы, с помощью которых происходит передача вращения и мощности от одного вала к другому. Условием сцепления является наличие на обоих валах выступов соответствующей формы (зубьев), равномерно распределенных по всей окружности, так что при вращении каждый зубец входит в пространство между зубьями другого вала. Таким образом, это элемент механизма, в котором крутящий момент передается зубцами от двигателя к нагрузке.

Существует много различных способов передачи вращения и момента от одного вала к другому, например, посредством трения, качения, трансмиссии и т. д. Однако, несмотря на простую конструкцию и относительно небольшой размер, зубчатые колеса имеют много преимуществ, таких, как высокая точность передачи, оптимальный коэффициент угловой скорости, большой срок службы и минимальные потери мощности.

Чем отличается шестерня от колеса — Что лучше

Зубчатые колёса обычно используются па́рами с разным числом зубьев с целью преобразования вращающего момента 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.

Цилиндрические зубчатые колёса

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 зубчатого 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 делительной окружности приходящееся на один зуб. Тёмное и светлое колесо 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:

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 (подробнее см. ГОСТ 9563-60 Колеса зубчатые. Модули).

Высота головки зуба — haP и высота ножки зуба — hfP — в случае так называемого 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 называется положительным) соотносятся с модулем m следующим образом: haP = m; hfP = 1,25 m, то есть:

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

Вообще, из рисунка ясно, что диаметр окружности вершин da больше диаметра окружности впадин df 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 da и результат разделить на число зубьев z плюс 2:

Продольная линия зуба

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

Прямозубые колёса

Прямозубые колеса имеют наименьшую стоимость, но, в то же время, предельный крутящий момент таких колес ниже, чем косозубых и шевронных.

Косозубые колёса

Достоинства косозубых колес:

Недостатки косозубых колёс:

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 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 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.

Реечная передача (кремальера)

Зубчатая рейка представляет собой часть колеса с бесконечным радиусом делительной окружности. Поэтому делительная окружность, а также окружности вершин и впадин превращаются в параллельные прямые линии. Эвольвентный профиль рейки также принимает прямолинейное очертание. Такое свойство эвольвенты оказалось наиболее ценным при изготовлении зубчатых колёс. Также реечная передача применяется в зубчатой железной дороге.

Коронные колёса

Коронное колесо — особый вид колёс, зубья которых располагаются на боковой поверхности. Такое колесо, как правило, стыкуется с обычным прямозубым, либо с барабаном из стержней (цевочное колесо), как в башенных часах.

Другие виды

Зубчатые барабаны киноаппаратуры — предназначены для точного перемещения киноплёнки за перфорацию.

В отличие от обычных зубчатых колес, входящих в зацепление с другими колесами или зубчатыми профилями, зубчатые барабаны киноаппаратуры имеют шаг зубьев, выбранный в соответствии с шагом перфорации. Большинство таких барабанов имеет эвольвентный профиль зубьев, изготавливаемых по тем же технологиям, что и в остальных зубчатых колесах.

Изготовление зубчатых колёс

Существует несколько методов изготовления колес.

Метод обката

В настоящее время является наиболее технологичным, а поэтому и самым распространённым способом изготовления зубчатых колёс. При изготовлении зубчатых колёс могут применяться такие инструменты, как гребёнка, червячная фреза и долбяк.

Метод обката с применением гребёнки

Изготовление шестерни.
Изготовление зубчатого колеса.

Режущий инструмент, имеющий форму зубчатой рейки, называется гребёнкой. На одной стороне гребёнки по контуру её зубьев затачивается режущая кромка.

Заготовка накатываемого колеса совершает вращательное движение вокруг оси.

Гребёнка совершает сложные перемещения, состоящие из поступательного движения перпендикулярно оси колеса и возвратно-поступательного движения (на анимации не показано), параллельного оси колеса для снятия стружки по всей ширине его обода.

Относительное движение гребёнки и заготовки может быть и иным, например, заготовка может совершать прерывистое сложное движение обката, согласованное с движением резания гребёнки.

Заготовка и инструмент движутся на станке друг относительно друга так, как будто происходит зацепление профиля нарезаемых зубьев с исходным производящим контуром гребёнки.

Метод обката с применением червячной фрезы

Помимо гребёнки в качестве режущего инструмента применяют червячную фрезу. В этом случае между заготовкой и фрезой происходит червячное зацепление.

Метод обката с применением долбяка

Зубчатые колёса также долбят на зубодолбёжных станках с применением специальных долбяков.

Зубодолбёжный долбяк представляет собой зубчатое колесо, снабжённое режущими кромками. Поскольку срезать сразу весь слой металла обычно невозможно, обработка производится в несколько этапов.

При обработке инструмент совершает возвратно-поступательное движение относительно заготовки. После каждого двойного хода, заготовка и инструмент поворачиваются относительно своих осей на один шаг.

Таким образом, инструмент и заготовка как бы «обкатываются» друг по другу. После того, как заготовка сделает полный оборот, долбяк совершает движение подачи к заготовке.

Этот процесс происходит до тех пор, пока не будет удалён весь необходимый слой металла.

Литейная форма для бронзового храпового колеса (Китай, династия Хань. (206 до н. э. — 220 н. э.)).

Метод копирования (Метод деления)

Дисковой или пальцевой фрезой нарезается одна впадина зубчатого колеса. Режущая кромка инструмента имеет форму этой впадины. После нарезания одной впадины заготовка поворачивается на один угловой шаг при помощи делительного устройства, операция резания повторяется.

Метод применялся в начале XX века. Недостаток метода состоит в низкой точности: впадины изготовленного таким методом колеса сильно отличаются друг от друга.

Горячее и холодное накатывание

Процесс основан на последовательной деформации нагретого до пластического состояния слоя определенной глубины заготовки зубонакатным инструментом. При этом сочетаются индукционный нагрев поверхностного слоя заготовки на определенную глубину, пластическая деформация нагретого слоя заготовки для образования зубьев и обкатка образованных зубьев для получения заданной формы и точности.

Изготовление конических колёс

Технология изготовления конических колёс теснейшим образом связана с геометрией боковых поверхностей и профилей зубьев.

Способ копирования фасонного профиля инструмента для образования профиля на коническом колесе не может быть использован, так как размеры впадины конического колеса изменяются по мере приближения к вершине конуса.

В связи с этим такие инструменты, как модульная дисковая фреза, пальцевая фреза, фасонный шлифовальный круг, можно использовать только для черновой прорезки впадин или для образования впадин колёс не выше восьмой степени точности.

Для нарезания более точных конических колёс используют способ обкатки в станочном зацеплении нарезаемой заготовки с воображаемым производящим колесом. Боковые поверхности производящего колеса образуются за счёт движения режущих кромок инструмента в процессе главного движения резания, обеспечивающего срезание припуска.

Преимущественное распространение получили инструменты с прямолинейным лезвием. При прямолинейном главном движении прямолинейное лезвие образует плоскую производящую поверхность. Такая поверхность не может образовать эвольвентную коническую поверхность со сферическими эвольвентными профилями.

Источник