Зубчатое колесо - незаменимая деталь машины

Передача или преобразование движения в различных механизмах и приборах осуществляется с помощью зубчатых или червячных передач. Это самый распространенный способ в современном машиностроении и проектировании различных приборов.

Основным элементом червячной или зубчатой передачи является зубчатое колесо. Более простую и экономически оправданную альтернативу такому конструкторскому изобретению современные инженеры пока не нашли. Преобразователи движения, в которых задействовано зубчатое колесо, надежны и долговечны в эксплуатации, компактны и имеют высокий коэффициент полезного действия. Этот вид передачи может передавать значительные мощности при всей его простоте в использовании.

Однако изготовление зубчатых колес требует высокой точности. При неправильных расчетах и ошибках в проектировании или при неверном монтаже этих деталей эксплуатация приводит к быстрому износу и поломкам оборудования, появлению лишнего шума и разрушающим вибрациям.

В современных приборах и машиностроении в качестве основного материала для производства деталей обычно используют различные виды улучшенных, специально обработанных сталей, которые давно зарекомендовали себя как долговечный, износостойкий материал. Однако передовые технологии западных и отечественных производителей позволяют заменять металлические сплавы более легкими пластмассами и композитами.

Зубчатое колесо, в изготовлении которого использовался текстолит, полиуретан, капрон или древеснослоистый пластик, облегчит конструкцию, позволит избежать вибрации или дополнительного шума и грохота. В механизмах, где не требуется передача больших нагрузок, пластик будет более надежен и долговечен. Применение зубчатых колес из этих материалов обойдется значительно дешевле. А отличные антикоррозийные свойства продлят срок эксплуатации детали.

Классификация этих элементов производится в зависимости от расположения их осей, способа зацепления, конструктивного оформления и формы профиля. Различают прямозубые, косозубые и шевронные колеса, с внешним или внутренним зацеплением, конические, цилиндрические, червячные и винтовые передачи.

Каждое зубчатое колесо механизма может вращаться как в одном, так и в противоположном направлении, преобразовывать вращение вала в поступательное движение с помощью реечной передачи. Выбор и расчет той или иной детали осуществляется в зависимости от назначения, технических характеристик и видов передачи движения.

Для точного проектирования зубчатого колеса необходимо провести математические расчеты по определенным формулам, с использованием информации из нормативной документации и справочников для машиностроения. К основным параметрам детали, необходимым для проектирования относятся число зубьев, диаметр колеса по внешним выступам и впадинам, делительный диаметр колеса, высота зуба, которая складывается из высоты головки и ножки зуба, и шаг зацепления.

При выборе материала для зубчатого колеса рассчитывают прочность на изгиб в опасных сечениях у основания и в полюсе зацепления зубьев.