Цилиндрическое прямозубое колесо

В этой статье объясняется, что такое прямозубые шестерни и для чего они используются. Также представлены различные типы прямозубых шестерен и подробнее, каковы преимущества и недостатки этого типа шестерен.

Что такое прямозубая передача?

Прямозубая шестерня — это зубчатая передача с прямыми зубьями. Другими словами, прямозубая шестерня представляет собой зубчатое колесо, зубья которого имеют прямую форму.

Поэтому основная характеристика прямозубых передач состоит в том, что они представляют собой очень простой тип передач, состоящий из цилиндров с радиально выступающими зубьями.

Короче говоря, в отличие от других типов зубчатых колес, таких как шестерни с косыми зубьями и конические зубчатые колеса , зубья прямозубых шестерен совершенно прямые.

На промышленном уровне цилиндрические передачи являются наиболее широко используемым типом передач благодаря своей простоте и экономичной цене. Ниже мы увидим, для чего используются шестерни с прямыми зубьями.

Характеристики прямозубых передач

После того, как мы увидели определение прямозубого зубчатого колеса, давайте посмотрим, каковы наиболее важные параметры прямозубого зубчатого колеса.

• Зуб : часть прямозубой шестерни, которая передает силу тяги и, следовательно, передает вращательное движение и мощность от одной шестерни к другой.
• Количество зубьев : это общее количество зубьев прямозубой шестерни. Обычно обозначается буквой Z.
• Делительная окружность : это воображаемая окружность, по которой зубья прямозубой шестерни зацепляются, так что делительные окружности системы из двух прямозубых шестерен касаются друг друга.
• Диаметр шага : это диаметр окружности шага.
• Ось : это цилиндрический элемент, расположенный в центре прямозубой шестерни, ее функция — направлять вращательное движение шестерни.
• Угол давления : угол между направлением силы контакта между двумя прямозубыми шестернями и направлением угловой скорости прямозубой шестерни.
• Шаг : расстояние между точкой на одном зубе и такой же точкой на соседнем зубе.
• Модуль : соотношение между делительным диаметром и количеством зубьев прямозубой шестерни, соответствующая формула показана ниже. Эта характеристика прямозубых шестерен очень важна, поскольку для зацепления двух прямозубых шестерен они должны иметь одинаковый модуль.

Типы прямозубых передач

Зубчатые передачи можно разделить на два типа:

• Внешние цилиндрические шестерни : Зубья шестерни находятся на внешнем профиле шестерни, то есть на внешней стороне колеса.
• Внутренние цилиндрические шестерни . Зубья шестерни находятся на внутреннем профиле шестерни, то есть на внутренней стороне колеса.

Внешние прямозубые шестерни способны входить в зацепление с внешними и внутренними шестернями. Напротив, внутренние прямозубые шестерни могут сцепляться только с внешними шестернями.

Две находящиеся в зацеплении внешние шестерни имеют противоположные направления вращения, однако внутренняя шестерня вращается в том же направлении, что и внешняя шестерня, с которой она находится в зацеплении.

Преимущества и недостатки прямозубых передач

Преимущества прямозубых передач:

• Прямозубые шестерни очень просты в конструкции и изготовлении, что делает их менее дорогими, чем другие типы шестерен.
• Их можно использовать для передачи больших мощностей.
• Они более эффективны, чем другие типы передач, поскольку имеют КПД трансмиссии от 95% до 99%.
• Прямозубые шестерни очень надежны, так как в процессе работы они вряд ли проскальзывают. Кроме того, они очень долговечны.
• В передачах этого типа осевая сила не возникает.

Недостатки прямозубых передач :

• Прямозубые передачи не приспособлены для передачи высоких угловых скоростей.
• Их можно использовать только в том случае, если оси шестерен параллельны.
• Прямозубые шестерни очень шумные, особенно если вы работаете на высоких скоростях вращения.
• Зубья прямозубых шестерен должны выдерживать большие нагрузки.

Применение прямозубых передач

В технике из всех типов зубчатых передач наиболее широко используются прямозубые шестерни, поскольку они наиболее просты в изготовлении и наименее дороги.

Цилиндрические шестерни идеально подходят для применений, в которых необходимо передавать низкую скорость вращения и допускается высокий уровень шума. Например, прямозубые шестерни используются в механизмах транспортных систем.

Точно так же цилиндрические шестерни используются в двигателях, шестеренных насосах и даже в некоторых обрабатывающих инструментах.

Наконец, поскольку цилиндрические шестерни могут передавать очень большую мощность, они также используются в механизмах самолетов и поездов, несмотря на производимый ими шум.