Witamy w nowym e-katalogu MISUMI!
Zmodernizowaliśmy nasze systemy online! Dowiedz się więcej tutaj.
Tłumaczymy nasz sklep na język polski!
W tym artykule przedstawiamy różne typy przekładni zębatych i wyjaśniamy ich obszary zastosowania. Przekładnie zębate to niezbędne elementy w wielu maszynach i pojazdach. Umożliwiają one przekazywanie momentu obrotowego i prędkości między wałem wejściowym a wałem wyjściowym, co zapewnia optymalne przenoszenie mocy.
Przekładnie zębate są powszechnie stosowaną formą transmisji mocy w układach mechanicznych. Występują różne rodzaje przekładni zębatych, które są używane w zależności od zastosowania i pożądanej funkcjonalności.
Wszystkie wymienione typy przekładni zębatych mają wspólne zadanie polegające na konwersji prędkości i momentów obrotowych silnika, tj. w celu zmiany prędkości i momentów obrotowych silnika między wejściem i wyjściem za pomocą konstrukcji i użytych komponentów.
Przekładnie zębate czołowe są formą przekładni tocznych i stanowią popularny środek realizacji powyższych zadań w jednym zastosowaniu ze względu na ich prostą konstrukcję. Osie, na których w przekładni czołowej zamocowane są koła zębate (z zewnętrznymi lub wewnętrznymi systemami zębów), są ustawione równolegle względem siebie. Uzębienie kół przekładni czołowych ułożone jest w proste lub spiralne układy zębowe. W takim przypadku czołowe przekładnie zębate mogą składać się z wału wejściowego i jednego lub kilku wałów wyjściowych. Są one określane jako zębate przekładnie czołowe jednostopniowe lub wielostopniowe.
Czołowe przekładnie zębate zazwyczaj mają i ≤ 6, które można jednak dodatkowo zwiększyć za pomocą konstrukcji wielostopniowej. Ponadto czołowe przekładnie zębate charakteryzuje ekonomiczność ich produkcji oraz wysoka wytrzymałość i wydajność.
Przykład zastosowania
W tym zastosowaniu obrabiany przedmiot jest przenoszony z jednego przenośnika do kolejnego procesu poprzez obrócenie go o 180° na inny przenośnik.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o tym zastosowaniu i wyświetlić je jako animację.
Podobnie jak czołowe przekładnie zębate, klasyczne przekładnie stożkowe należą do grupy przekładni tocznych. Stożkowe przekładnie zębate składają się z większego koła zębatego zwanego kołem koronowym i mniejszego koła zębatego zwanego zębnikiem. W prostych przekładniach stożkowych stożkowe końcówki koła koronowego i zębnika łączą się w jednym punkcie przecięcia. Ich główną charakterystyką jest to, że osie, na których są zamontowane koła, nie są rozmieszczone równolegle, ale pod kątem względem siebie (często pod kątem 90°). Umożliwia to osiągnięcie odchylenia przenoszonej siły przy użyciu przekładni stożkowych.
Ta właściwość jest inna, jeśli koło koronowe jest zaprojektowane jako koło płaskie, tj. jego częściowy kąt stożka jest bliski 90°. W tym przypadku, ze względu na różne prędkości obwodowe, odchylenie 90° nie mogło być już osiągnięte, gdy zastosowano koło zębate skośne jako zębnik. Jeśli to odchylenie jest nadal pożądane, można użyć kół koronowych w połączeniu z prostymi kołami czołowymi.
W niektórych przypadkach może być konieczne przeniesienie i odchylenie ruchów obrotowych między osiami, które nie mają wspólnego punktu przecięcia. W tym celu można użyć przekładni stożkowych (zwanych również „przekładniami hipoidalnymi”). W przekładniach hipoidalnych ruch toczenia zębnika zmienia się z ruchu toczenia na ruch śruby, w którym boki zębów przesuwają się względem siebie.
Zębate przekładnie ślimakowe składają się z ślimaka i koła ślimakowego i należą do grupy przekładni śrubowych. Przekładnie ślimakowe charakteryzują się wysokimi przełożeniami przekładni do i ≤ 40 i w pewnych warunkach mają funkcję samoblokowania, która może być wykorzystywana w różnych zastosowaniach.
Jednak ze względu na wysokie tarcie ślizgowe między ślimakiem a kołem ślimakowym, przekładnie ślimakowe mają niższą sprawność niż inne typy przekładni. Wysokie tarcie ślizgowe oznacza również, że przy wyborze komponentów należy zapewnić odpowiednie parowanie materiałów i skuteczne smarowanie.
Przykład zastosowania
Przekładnia ślimakowa i koło ślimakowe są zasilane przez silnik, a bęben na końcu wału nawija przewód.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o tym zastosowaniu.
Przekładnia łańcuchowa składa się z dwóch lub więcej kół zębatych lub zębatych kół pasowych, które są połączone ze sobą za pomocą łańcucha obwodowego lub paska zębatego. Ruch koła zębatego (koła wejściowego) wprawia w ruch łańcuch lub pasek zębaty, a tym samym również to drugie koło zębate (koło wyjściowe).
Zasada działania przekładni łańcuchowej umożliwia przenoszenie mocy na dłuższych dystansach i oferuje możliwość zmiany prędkości i momentów obrotowych w zależności od proporcji kół zębatych.
Na przykład:
Przykład zastosowania
Napędzany silnikiem system przenośnikowy wykorzystujący rolki, koła pasowe napędowe i paski zębate.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o tym zastosowaniu.
Aby zrozumieć różne typy przekładni, ważne jest, aby wziąć pod uwagę różne typy kół zębatych. Poniżej omawiamy różne typy kół zębatych i ich specjalne cechy.
Sprzęgła kompensacyjne są w wielu przypadkach niezbędne. Zapewniają one równomierne przenoszenie mocy między kołami zębatymi i kompensują wszelkie tolerancje – znacznie wydłuża to żywotność wszystkich komponentów.
Koła zębate walcowe to najczęściej używana forma kół zębatych, w której uzębienie znajduje się na obwodzie cylindrycznego koła zębatego.
Walcowe koła zębate z zębami na zewnątrz mają uzębienie obwodowe wyrównane zewnętrznie. W przypadku zazębiających się dwóch walcowych kół zewnętrznie zębatych kierunek obrotu zmienia się, gdy ruch obrotowy jest przenoszony z koła zębatego napędzającego do koła zębatego napędzanego.
W walcowych kołach zębatych z zębami wewnątrz, zwanych również wydrążonymi kołami zębatymi, obwodowe uzębienie jest wyrównane wewnętrznie.
Podczas zazębiania się walcowego koła wewnętrznie zębatego z kołem zewnętrznie zębatym kierunek obrotu napędzanego koła zębatego nie zmienia się w przeciwieństwie do zazębiania dwóch kół zewnętrznie zębatych.
Specjalna konstrukcja może również zaoszczędzić miejsce na kołach zębatych, zmniejszając odstępy osiowe. Inną specjalną cechą uzębienia wewnętrznego jest wklęsła konstrukcja boków zęba, która zwiększa powierzchnię kontaktu, zmniejszając w ten sposób zużycie w połączeniu z uzębieniem wypukłym.
Listwy zębate można uznać za specjalną formę walcowych kół zębatych o dowolnej szerokości. Składają się one z listwy, do której przymocowane jest płaskie uzębienie. Listwy zębate przekładają ruch obrotowy zewnętrznie zębatego koła zębatego na ruch liniowy.
Możliwe jest również użycie odwrotnego przypadku: Listwy zębate przekładają swój ruch liniowy na ruch obrotowy walcowego koła zewnętrznie zębatego.
Przykład zastosowania
Do podnoszenia i opuszczania kilku podnośników za pomocą jednego cylindra pneumatycznego.
W tym zastosowaniu do przesunięcia kilku podnośników jednocześnie w jednej ciągłej pracy (w górę i w dół) potrzebny jest tylko jeden napęd.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o tym zastosowaniu i wyświetlić je jako animację.
Stożkowe koła zębate mają stożkową konstrukcję, w której uzębienie znajduje się po zewnętrznej stronie stożka (powierzchnia zewnętrzna).
Uzębienie kół zębatych stożkowych może być ułożone jako uzębienie proste lub spiralne.
Wały ślimakowe (w skrócie „ślimaki”) występują razem z kołami ślimakowymi w przekładniach ślimakowych. Wał ślimakowy ma gwint spiralny, który zazębia się z uzębieniem koła ślimakowego.
Przekładnie ślimakowe charakteryzują się wysokimi przełożeniami i mogą mieć funkcję samoblokowania w określonych warunkach, która może być wykorzystywana do różnych zastosowań. Jednak ze względu na wysokie tarcie ślizgowe między ślimakiem a kołem ślimakowym, przekładnie ślimakowe mają niższą sprawność niż inne typy przekładni.
Trzon ślimaka jest modyfikacją uzębienia spiralnego, w której jeden lub więcej spiralnych zębów jest wprowadzany do trzonu.
Typ uzębienia ma duży wpływ na sprawność przekładni zębatej i siły występujące podczas jej pracy w późniejszym zastosowaniu. W zależności od zastosowania, do wyboru mogą być różne formy uzębienia.
Uzębienie proste jest najprostszym rodzajem opcji uzębienia, w którym zęby w przypadku walcowego koła zębatego są rozmieszczone równolegle do osi obrotu koła zębatego. Ta forma uzębienia jest tania w produkcji i stanowi szeroko stosowany wariant uzębienia.
W przypadku uzębienia prostego do 3 zębów jednocześnie zazębia się z kołem licznika, które rozkłada obciążenie na kilka zębów. W przypadku kół zębatych o uzębieniu prostym cała szerokość boku zęba zazębia się naraz, gdy przenoszone są siły napędowe, co sprawia, że wzrost hałasu i zużycie są wyższe niż w przypadku uzębienia spiralnego.
W przypadku uzębienia spiralnego (np. spiralnego walcowego koła zębatego) zęby są pod kątem do osi obrotu koła zębatego. Zwiększa to współczynnik styku, tj. stosunek długości styku do skoku koła zębatego. Ma to pozytywny wpływ na płynną pracę i odporność na zużycie, umożliwiając osiągnięcie wyższych prędkości.
W porównaniu z uzębieniem prostym konstrukcja ta jest droższa w produkcji i trzeba amortyzować siły osiowe występujące podczas pracy.
Specjalną formą uzębienia spiralnego jest uzębienie zakrzywione lub o zakrzywionym profilu. Oprócz rozmieszczenia kątowego, poszczególne zęby opisują zakrzywiony przebieg wzdłuż środka zęba, któremu towarzyszy dalszy wzrost współczynnika styku i związane z tym korzyści.
W przypadku podwójnego uzębienia spiralnego (zwanego również uzębieniem w jodełkę lub uzębieniem ze spiralą podwójną) obwód koła zębatego jest podzielony na lewą i prawą połowę.
Ta złożona konstrukcja jest stosunkowo kosztowna w produkcji, ale łączy zalety wymienionych powyżej wariantów uzębienia, co umożliwia wysoki poziom płynnej pracy i odporności na zużycie.
