Руководство по шестерням: 7 передач, их особенности и как они работают

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

Без механизмов передвигаться было бы не так просто, как сейчас. Эти инженерные компоненты можно назвать молчаливыми героями нашей повседневной жизни, поскольку они занимаются своими делами внутри машин, которым вся заслуга в их жесткой работе.

Вот краткий обзор различных типов передач и того, для чего они используются, для начинающих инженеров или тех, кто хочет освежить свои знания и освоить снаряжение — в прямом и переносном смысле.

СВЯЗАННЫЕ С: КОНСТРУКЦИЯ МАШИНЫ 101: ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ПЕРЕДАТКИ

Зубчатые передачи являются одним из наиболее распространенных типов зубчатых передач. Они имеют цилиндрические делительные поверхности и относятся к группе передач с параллельными валами. У них линия зубьев прямая и параллельная валу.

Обычно используются цилиндрические шестерни, поскольку их относительно легко изготовить, обеспечивая при этом высокую точность. Больший из зацепляющихся пар называется шестерней (на фото выше), а меньший — шестерней. Обычно они используются для увеличения или уменьшения крутящего момента в таких машинах, как стиральные машины, сушилки для одежды, отвертки, заводные будильники и блендеры.

Как и прямозубые, косозубые шестерни используются с параллельными валами. Это также цилиндрические шестерни с извилистыми зубьями. Тем не менее, они представляют собой определенное улучшение с точки зрения конструкции по сравнению с прямозубыми шестернями. В отличие от прямозубых передач передние кромки зубьев косозубых передач не параллельны оси вращения, а расположены под углом.

Такое плавное зацепление зубьев означает, что шестерни могут передавать более высокие нагрузки и работают тише, чем прямозубые шестерни, которые могут издавать шум на более высоких скоростях. Поскольку эти шестерни создают осевое усилие в осевом направлении, они требуют использования упорных подшипников. Они используются в таких машинах, как лифты и в автоматизации производства.

Конические шестерни имеют вид конуса со срезанной верхушкой. В семействе конических шестерен имеется несколько различных подгрупп, в том числе косозубые конические шестерни, прямоконические шестерни, спирально-конические шестерни и угловые конические шестерни.

Конические шестерни используются для передачи усилия между двумя валами, которые пересекаются в определенной точке. Они используются в дифференциальных приводах, например, в автомобилях, проходящих повороты, поскольку могут передавать мощность на две оси, вращающиеся с разной скоростью.

Спиральные конические шестерни — это конические шестерни с изогнутыми линиями зубьев. Подобно косозубым шестерням по сравнению с прямозубыми, кривизна обеспечивает более высокий коэффициент контакта зубьев, а это означает, что спирально-конические шестерни более эффективны, чем стандартные конические шестерни; они прочнее, менее шумные и меньше вибрируют.

Вы спросите, почему спирально-конические шестерни не полностью вытеснили стандартные конические шестерни? Спирально-конические шестерни сложнее производить, и в некоторых случаях они также могут создавать нежелательную тягу в осевом направлении из-за изогнутых зубьев.

«Червяк» червячной передачи представляет собой резьбу в форме винта, вырезанную на валу, к которому прикреплена сопряженная шестерня или червячное колесо. Из-за скользящего контакта поверхностей шестерен для червяка обычно используется твердый материал, чтобы уменьшить трение. Хотя скользящий контакт означает, что червячные передачи не очень эффективны, их вращение очень плавное и тихое. Таким образом, они часто используются для промышленного применения, тяжелого оборудования, а иногда и для товаров народного потребления.

Червячные передачи обеспечивают очень высокие передаточные числа и часто являются самоблокирующими, поскольку не могут работать в обратном направлении. Эта присущая им особенность делает их безопасным вариантом для использования в определенных типах машин. Типичным примером самоблокирующейся червячной передачи является настроечная головка, используемая на многих струнных инструментах, включая гитару.

Корончатые шестерни, также известные как контратные шестерни, представляют собой тип конической шестерни, зубья которой выступают под прямым углом к ​​плоскости колеса. Благодаря этому зубцы напоминают острия короны, что и дало механизму название. В отличие от конических конических шестерен, коронные шестерни имеют цилиндрическую форму. Их можно использовать в паре с другими коническими или прямозубыми шестернями, в зависимости от конструкции зубьев.