Стандартний модуль шестерні являє собою зубчастий профіль з эвольвентой конфігурацією з боків. Таке зачеплення володіє масою переваг перед аналогами, зубці прості в обробці і монтажі, а шестерні не вимагають ювелірної точності монтажу. Крім того, є версії з циклоидальной формою робочого профілю, в тому числі передача Новікова. У храповых механізми часто застосовується несиметрична конфігурація зубів.
Параметри модуля шестерні
Розглянута характеристика позначається літерою m, вказує на міцність зубчастих передач. Одиниця вимірюється в міліметрах (чим вище навантаження на передачу, тим більше модульне значення). У розрахунку параметра використовуються наступні показники:
- діаметр ділильної окружності;
- крок і число зубів;
- эвольвент (діаметр основного кола);
- аналогічна характеристика западин темної шестерні;
- висота зуба темного і світлого колеса.
У машинобудівній галузі розрахунки ведуться за стандартними значеннями для зручності виготовлення і заміни шестерень з числами від 1-го до 50-ти.
Прямозубі та косозубі колеса
Модуль і діаметр шестерні прямозубого типу — один з найбільш затребуваних видів. Зубці розміщуються в радіальних площинах, а площа контакту пари коліс паралельна осі обертання. Аналогічним чином розташовуються осі обох шестерень.
Косозубі колеса являють собою вдосконалену варіацію вищевказаної модифікації. Зубці розташовані під певним кутом до обертальної осі. Зачеплення здійснюється плавнів і тихіше, що дозволяє експлуатувати елементи в малошумних пристосуваннях, гарантуючи передачу більшого крутного моменту на високій швидкості. До мінусів відносять збільшену площу контакту зубців, провокує підвищене тертя і нагрів деталей. Це загрожує послабленням потужності і підвищеною витратою мастила. Крім того, механічний вплив вздовж осі шестерні вимагає використання опорних підшипників для монтажу валу.
Шевронні модифікації і аналоги з внутрішнім зачепленням
Шевронні шестерні дозволяють впоратися з проблемами механічної осьової сили. На відміну від прямих і косозубих версій, зуби виконані у вигляді літери V. Осьове вплив двох половин пристосування компенсується взаємодією, що дає можливість уникнути застосування упорних підшипників на валу. Зазначена модель самостійно встановлюється по осі, один з робочих редукторів монтується на циліндричних вкорочених підшипниках (плаваючі опори).
Модуль шестерні з внутрішнім зачепленням оснащується зубцями, які мають нарізку всередині. Експлуатація деталі передбачає односторонні обертів ведучого і веденого колеса. У такій конструкції менше витрат йде на тертя, що сприяє підвищенню ККД. Подібні пристосування застосовуються в механізмах, обмежених за габаритними розмірами, а також планетарних передачах, спеціальних насосах і танкових башточках.
Гвинтові, кругові, секторні версії
Модуль шестерні гвинтового типу являє собою циліндр з зубцями, які розміщені по гвинтовому напрямку. Подібні елементи встановлюються на непересічні вали, розташовані перпендикулярно по відношенню один до одного. Кут суміщення становить 90 градусів.
Секторне зубчасте колесо — частина будь-шестерні, що застосовується в передачах, де не потрібно обертання основного елемента на повний оборот. Така деталь дає можливість заощаджувати простір в розмірах повноцінного аналога.
Шестерні по модулю і кількості зубів з круговим розташуванням відрізняються контактним зіткненням в одній крапці зачеплення, розташованої паралельно основним осям. Друга назва механізму — передача Новікова. Вона забезпечує хороші ходові характеристики, плавну і безшумну роботу, підвищену зацепляющую здатність. При цьому коефіцієнт корисної дії таких деталей трохи нижче аналогів, а процес виготовлення істотно складніше. Зазначені деталі мають значно обмежену галузь експлуатації через своїх особливостей.
Модуль конічної шестерні
Цей тип зубчастих коліс має різні різновиди, які між собою відрізняються конфігурацією ліній зубців: прямі, криволінійні, тангенціальні, кругові елементи. Подібні деталі використовуються в агрегатах для трансформації руху механізму допомогою ефекту передачі руху з одного на інший вал. Приміром, в диференціалах автомобілів при трансформації обертального моменту з силового агрегату на колеса.
Конічні шестерні по модулю і кількості зубів підрозділяються наступним чином:
- Рейковая конструкція відрізняється нескінченним радіусом ділильної частині кола. В результаті такі елементи являють собою паралельні лінії з эвольвентным профілем. Ця характеристика максимально важлива при виробництві зубчастих коліс. З рейкою передача називається рейковою або кремальерой. Цей вид застосовується для трансформації оборотів в поступальний обертання і навпаки. Основна сфера застосування — залізничний транспорт.
- Колесо типу зірка. Воно використовується в більшості ланцюгових передач, що дозволяє поєднувати її з гнучкою деталлю, що служить для передачі механічного впливу.
- Діаметр шестерні за кількістю зубів і модулі в коронному виконанні — особливий вид робочих коліс. Зубці у цій версії розташовуються безпосередньо на бічній поверхні. Ця деталь функціонує в агрегації з прямозубым або барабанним аналогом, що включає в конструкцію спеціальні стрижні. Подібний вузол використовується в механізмах баштових годин.
Як розрахувати показник?
Визначення модуля шестерні фіксується за наступною формулою:
- m = d/z = p/.
- Висота головки зуба і аналогічний параметр ніжки зазначаються символами Hfp і Hap, співвідношення — Hfp/Hap = 1,24.
- Як визначити модуль шестерні іншим способом? m = da/z+2.
Часто перед інженерами виникає завдання щодо оцінювання шестерні в реальному виконанні для заміни чи ремонту. Іноді документація на деталь складається формально, що ускладнює проведення зазначених маніпуляцій. Серед перевірених методів діагностики — спосіб обкатки. Зубчасте колесо з відомими параметрами вставляють в зуби досліджуваного елемента, після чого проводять кругову обкатку. Якщо випробувана пара входить в зачеплення, це свідчить про збіг кроку. При негативному результаті процес повторюють. З косозубими варіаціями вибирають фрезу, точно підходить по кроку.
Підсумуємо
Розрахункові креслення та схеми для шестерень різних конфігурацій переважно збігаються для косих і прямозубчатых версій. Основні відмінності виникають при розрахунках на міцність. В графічних отображениях застосовуються характеристики, орієнтовані на типові габаритні розміри шестерень. Серед представленого асортименту на ринку цілком реально підібрати зубчасте колесо з необхідними характеристиками і показниками міцності.
