Вращающийся дисковый станок с зубом в конструкции, который используется для передачи крутящего момента и частоты вращения от одного вала к другому, называется шестерней.

Зубчатые колеса также известны как зубчатые колеса и имеют нарезанные зубья в зубчатом колесе. Шестеренки на прозрачном фоне, подробнее тут . Эти зубья входят в зацепление друг с другом и используются для передачи крутящего момента и скорости. Зубчатые колеса — это механические устройства, работающие по принципу уровня. Направление, скорость и крутящий момент силового устройства могут быть изменены при наличии зубчатых колес. Зубчатые колеса — это простые механизмы, которые могут быть разных размеров и создавать разный крутящий момент, обеспечивая механическое преимущество. Частота вращения зависит от частоты вращения и диаметра двух зацепленных конструкций, прикрепленных к нему. Форма зубьев во всех зубчатых колесах одинакова и расположены равномерно. Зубья обеспечивают крутящий момент и предотвращают проскальзывание зубчатых колес. Если два или более зацепляющихся зубчатых колеса работают последовательно, это называется трансмиссией или зубчатой передачей. Линейный пакет зубьев называется рейкой, и если зацепление работает в линейном направлении, оно производит перемещение.

Зубчатые колеса можно классифицировать по форме, а также по положению вала. Форма зубчатых колес может быть эвольвентной, циклоидной, а также трехгранной. Может ли положение вала быть параллельным или пересекающимся, а также непараллельным или непересекающимся. Зубчатые колеса обычно монтируются на объектах или прикрепляются к ним с помощью валов или основания. Обычно зубчатый элемент крепится к валу объекта, и когда к нему прикладывается движущая сила, вал вращается. Ведомая шестерня также перемещается и имеет вращательное движение. Зубчатые колеса определяются радиусом и количеством имеющихся в них зубьев.

Радиус зубчатого колеса

Радиус зубчатого колеса различается в зависимости от исследуемой детали зубчатого колеса. Радиус основания и добавочный радиус являются наиболее важными измерениями зубчатого колеса. Разница между этими измерениями заключается в том, что измеряется. Для определения корневого радиуса зубчатое колесо измеряется от центра зубчатого колеса до основания зубьев и определяет радиус скругления фрезы, который представляет собой кривую скругления у основания зуба шестерни рядом с концом зуба фрезы. Скругление зубьев шестерни является важнейшей деталью шестерни, которая должна выдерживать максимальную концентрацию изгибающих напряжений и не всегда может быть точно измерена.

Добавочный радиус — это высота, на которую зуб выходит за делительную окружность или делительную линию, и это расстояние от центра зубчатого колеса до вершины зуба. Добавочный круг, частью которого является добавочный радиус, является внешним цилиндром внешних зубчатых колес и внутренним кругом внутренних зубчатых колес. Дополнительный радиус также называется радиусом шага, поскольку он представляет собой расстояние от центра зубчатого колеса до точки шага.

Размеры радиуса различаются в зависимости от типа зубчатого колеса. Радиус шага и дополнительный радиус являются частью диаметра окружности шага.

Зубья зубчатых колес

Зубья зубчатых колес — это часть зубчатого колеса, которая позволяет входить в контакт с другими зубчатыми колесами и обеспечивать изменение хода или подвижность с шагом, равным расстоянию между идентичными точками на соседних зубьях зубчатого колеса. Определение зубчатых колес начинается с описания их зубьев, которые являются необходимой частью шестерни, предотвращающей проскальзывание при передаче мощности. С древних времен зубья зубчатых колес назывались зубчатыми колесами, структура, размещение и профиль которых являются неотъемлемой частью производительности и использования зубчатого колеса.

Зубья зубчатых колес обычно вырезаются в заготовке, но также могут быть вставлены по отдельности. Зубчатые колеса, изготовленные из заготовок, требуют замены всего зубчатого колеса, когда зубья ослабевают и выходят из строя. Тип зубчатого колеса определяет расположение его зубьев и угол наклона зубьев, которые могут быть прямыми или винтовыми. Зубья могут располагаться по внешней окружности зубчатого колеса, внутри на внутренней части или сплющиваться по окружности.

Базовая структура зубьев зубчатых колес может показаться довольно простой. На самом деле для точного расчета структуры зубьев зубчатых колес используется много размышлений и математических формулировок.

Эвольвентные зубья являются наиболее часто используемыми зубьями ведущих и ведомых шестерен. Их форма зависит от диаметра базовой окружности. Стандартные эвольвентные зубья могут входить в зацепление с любым зубчатым колесом, имеющим одинаковый шаг, угол прижима и угол поворота спирали. Контакт происходит в одной точке, где сходятся две эвольвенты одной спирали.

Некоторые факторы , используемые при проектировании зубьев зубчатых колес , включают:

• Поверхность зуба: Поверхность зуба за пределами поверхности шага
• Боковая поверхность зуба: поверхность зуба внутри поверхности шага
• Толщина зуба или толщина окружности: толщина зуба, измеряемая по окружности шага, которая представляет собой длину дуги
• Корневая окружность: окружность , ограничивающая промежутки между зубьями
• Расстояние между зубьями: Расстояние между зубьями
• Круговой шаг: ширина зуба и зазор
• Диаметральный шаг: Количество зубьев на дюйм диаметра шага

Части зубчатого колеса

Зубчатые колеса используются для передачи вращения от одной оси к другой и для изменения выходной частоты вращения вала. Они обычно используются при высоких нагрузках, поскольку их зубья обеспечивают точный контроль за движением вала.

Дополнение — Зубья зубчатых колес выступают наружу для внешних зубчатых колес и внутрь для внутренних зубчатых колес от окружности шага. Этот выступ зубчатых колес представляет собой радиальное расстояние между диаметром шага и диаметром зубчатого колеса, которое называется дополнительным, при этом вершины зубьев шестерни образуют дополнительный круг.

Ось — Ось управляет направлением движения зубчатого колеса и тем, как это движение передается. Параллельные оси — это наиболее распространенная форма оси, при которой две оси параллельны. При пересекающихся осях оси перпендикулярны друг другу и используются для изменения направления движения. Хотя параллельные и пересекающиеся оси являются наиболее распространенной формой осей, существуют зубчатые колеса, которые не параллельны и не пересекаются.

Базовый круг — Базовый круг — это теоретическая конструкция, которая используется для создания эвольвентной кривой для создания профилей зубьев.

Круговой шаг — Круговой шаг — это расстояние от неподвижной точки на одном зубе до такой же неподвижной точки на соседнем зубе, которое измеряется по окружности шага. Мера выполнена в виде дуги, а не линии, соответствующей изгибу зубчатого колеса. Для правильного зацепления зубчатых колес круговой шаг, также называемый расстоянием между зубьями, у обоих зубчатых колес должен быть одинаковым.

Поскольку формула для расчета кругового шага включает pi (ℼ), используется module, единица измерения размера зуба шестерни, чтобы избежать громоздких вычислений. С модулями зубчатых колес обращаться проще, чем с круговым шагом, поскольку это рациональное число.

Обозначение — Обозначение представляет собой глубину зуба шестерни между окружностью шага и меньшим или внутренним диаметром.

Диаметральный шаг (DP) — Диаметральный шаг представляет собой отношение количества зубьев к диаметру шага. Для правильного зацепления зубчатых колес они должны иметь одинаковый диаметральный шаг. В Соединенных Штатах и Соединенном Королевстве он выражается как количество зубьев на дюйм. С увеличением количества зубьев на дюйм профиль зубьев становится меньше. Чем больше значение DP, тем меньше размер зубьев шестерни.

Скругление — Скругление зуба шестерни, также известное как трохоида, является побочным продуктом движения зубчатого зацепления и располагается непосредственно перед впечатыванием кончика фрезы в зуб шестерни.

Диаметр формы — Диаметр формы представляет собой воображаемый круг, который получается путем соединения трохоидальной или угловой кривой зубьев шестерни, известен как диаметр эвольвентной формы (TIF) и меньше диаметра базовой окружности.

Передаточное число — Передаточное число указывает, сколько раз должна провернуться шестерня, чтобы другая шестерня повернулась один раз. Это прямое измерение соотношения скоростей вращения двух или более взаимосвязанных шестерен. Если ведущая шестерня, на которую передается мощность, больше, чем ведомая шестерня, последняя будет вращаться быстрее. При движении задним ходом приводимая шестерня меньше ведущей, первая будет вращаться быстрее.

Шаговый круг — Шаговый круг определяет размер зубчатого колеса и должен касаться другого зубчатого колеса для зацепления. Это воображаемый круг, проходящий через каждый из зубьев зубчатого колеса с радиусом, который позволяет входить в контакт с аналогичным кругом.

Диаметр шага — Диаметр шага, обозначаемый dm или d2, представляет собой диаметр окружности шага и используется для расчета расстояния, на котором две шестерни должны находиться друг от друга. Он равен ширине резьбы и канавок. Шаговый диаметр — это ширина цилиндра при пересечении большого и малого диаметров или линии шага. Это важная часть определения совместимости зубчатых колес и используется в качестве системы отсчета для измерения резьбы.

Угол давления — Угол давления представляет собой угол, образованный линией, которая является касательной к окружности шага, и линией, перпендикулярной профилю зуба на окружности шага. Это определяется инструментом, который используется для формирования эвольвентной кривой зубьев шестерни. Стандартные углы прижима составляют 14,5 °, 20o и 25o. Угол прижима определяет способ соприкосновения зубчатых колес и величину усилия, распределяемого по зубьям. Для зацепления двух зубчатых колес они должны иметь одинаковый угол прижима.

Зубья — Зубья шестерни выступают наружу или внутрь в зависимости от конструкции шестерни. Когда они выступают наружу, зубья по окружности шестерни используются для передачи вращения. Когда они находятся внутри зубчатого колеса, их называют внутренними зубчатыми колесами, которые сочетаются с внешней шестерней и обычно используются для планетарных зубчатых передач.