Чем больше шестерня тем больше скорость
8.4: Передаточное отношение
Представьте себе велосипед: велосипедист обладает ограниченной мощностью, и хочет обеспечить максимальное использование этой мощности в любой момент времени.
Путем изменения механического преимущества изменяется скорость движения. Мощность представляет собой количество проделанной работы в единицу времени. Чем больше количество работы. тем ниже скорость ее выполнения.
В примере 8.1 показано, что если на стороне входа рычаг сместится на 1 метр, на стороне выхода рычаг сместится на 4 метра. Разница пропорциональна соотношению между длинами рычагов.
Длина на выходе / Длина на входе = 8 / 2 = 4
Интересно то, что оба расстояния преодолеваются за одно и то же время. Давайте представим, что смещение рычага на входе на 1 метр происходит за 1 секунду, так что скорость движения на входе составляет 1 метр в секунду. В то же время, на выходе смещение на 4 метра также происходит за 1 секунду, так что скорость движения здесь составляет 8 метров в секунду. Скорость на выходе БОЛЬШЕ скорости на входе за счет соотношения между длинами рычагов.
В примере 8.2 представлена та же система, что и в примере 8.1, но теперь на вход действует сила, равная 4 ньютонам. Какова равнодействующая сила на выходе?
Прежде всего, необходимо рассчитать приложенный момент в центре вращения, вызванный входной силой, с помощью формул из Блока 7:
Крутящий момент = Сила х Расстояние от центра гравитации = 4 Н х 2 м = 8 Н-м
Далее, необходимо рассчитать равнодействующую силу на выходе:
Сила = Крутящий момент / Расстояние = 8 Н-м / 8 м = 1 ньютон
Глядя на эти два примера, мы видим, что если система смещается на 1 метр под действием входной силы, равной 4 ньютона, то на выходе она сместится на 4 метра под действием силы, равной 1 ньютон. При меньшей силе рычаг смещается быстрее!
Мы можем видеть, как механическое преимущество (выраженное в форме рычагов) может быть использовано для управления входной силой в целях получения требуемого выхода. Передачи работают по тому же принципу.
Цилиндрическая прямозубая шестерня по сути представляет собой серию рычагов. Чем больше диаметр шестерни, тем длиннее рычаг.
Как видно из примера 8.3, результатом крутящего момента, приложенного к первой шестерне, является линейная сила, возникающая на кончиках ее зубьев. Эта же сила воздействует на кончики зубьев шестерни, с которой зацепляется первая шестерня, заставляя вторую вращаться по действием крутящего момента. Диаметры шестерен становятся длиной рычагов, при этом изменение крутящего момента равносильно соотношению диаметров. Если малые шестерни приводят в движение больше шестерни, крутящий момент увеличивается. Если большие шестерни приводят в движение малые шестерни, крутящий момент уменьшается.
В примере 8.4, если входная 36-зубая шестерня поворачивается на расстояние одного зуба (d = ширина 1 зуба), это означает, что она поворачивается на 1/36-ю своего полного оборота (а1 = 360 / 36 = 10 градусов). Поворачиваясь, она приводит в движение 60-зубую шестерню, заставляя последнюю смещаться также на 1 зуб. Тем не менее, для 60-зубой шестерни это означает смещение всего лишь на 1/60-ю полного оборота (а2 = 360 / 60 = 6 градусов).
Когда малая шестерня проходит определенное расстояние в заданный интервал времени, большая шестерня при этом проходить меньшее расстояние. Это означает, что большая шестерня вращается медленнее малой. Этот принцип работает в обоих направлениях. Если малые шестерни приводят в движение больше шестерни, скорость понижается. Если большие шестерни приводят в движение малые шестерни, скорость повышается.
Как обсуждалось выше, количество зубьев шестерни прямо пропорционально ее диаметру, поэтому для расчета передаточного отношения вместо диаметра можно просто считать зубья.
Передаточное отношение выражается как (зубья ведущей шестерни) : (зубья ведомой шестерни), поэтому представленная выше пара шестерен может быть описана как 12:60 (или 36 к 60).
Передаточное число рассчитывается по формуле (зубья ведомой шестерни) / (зубья ведущей шестерни)
Поэтому передаточное число = зубья ведомой шестерни / зубья ведущей шестерни = 60/36 = 1,67
Как обсуждалось выше, передаточное отношение выражается как (зубья ведущей шестерни) : (зубья ведомой шестерни), так что пара шестерен, представленная выше, может быть выражена как 12:60 (или 12 к 60).
Передаточное число рассчитывается по формуле (зубья ведомой шестерни) / (зубья ведущей шестерни)
Поэтому передаточное число = Зубья ведомой шестерни / Зубья ведущей шестерни = 60/12 = 5
Глядя на пример, представленный выше.
Предельный перегрузочный момент второго вала может быть рассчитан по формуле:
Выходной момент = Входной момент х Передаточное число
Выходной момент = 1,5 Н-м х 5 = 7,5 Н-м
Свободная скорость второго вала может быть рассчитана по формуле:
Выходная скорость = Входная скорость / Передаточное число = 100 об/мин / 5 = 20 об/мин
Второй вал, таким образом, вращается со свободной скоростью 20 об/мин, при этом предельный перегрузочный момент равен 7,5 Н-м. При понижении скорости крутящий момент увеличивается.
Для второго примера расчеты могут быть произведены тем же способом.
Передаточное число = Зубья ведомой шестерни / Зубья ведущей шестерни = 12/60 = 0,2
Выходной момент = Входной момент х Передаточное число = 1,5 Н-м х 0,2 = 0,3 Н-м
Выходная скорость = Входная скорость / Передаточное число = 100 об/мин / 0,2 = 500 об/мин
Второй вал, таким образом, вращается со свободной скоростью 500 об/мин, при этом предельный перегрузочный момент равен 0,3 Н-м. При повышении скорости крутящий момент уменьшается.
Чем больше шестерня тем больше скорость
100. Зубчатая передача
Рис. 147
Пусть самую большую шестерню мы вращаем медленно. Число зубьев второй шестерни меньше, чем первой. Следовательно, число оборотов ее больше. Число оборотов третьей шестерни еще больше, и т. д. В результате последняя шестерня вращается сама и должна вращать первую с огромной скоростью. Но ведь мы условились, что первая вращается медленно. Не может же она вращаться одновременно и медленно, и быстро!
То, что это неправильный ответ, выясняется из простого расчета. Передаточное число каждой пары шестерен равно отношению их чисел зубьев z, или отношению их радиусов. Для пар шестерен 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-1 передаточные числа равны соответственно
так как все сомножители числителя сокращаются с соответствующими сомножителями знаменателя. Значит, число оборотов, которое пятая шестерня задает первой, равно собственному числу оборотов первой шестерни. Следовательно, первую шестерню никто не заставляет вращаться одновременно с двумя скоростями разной величины. Еще проще это доказывается тем, что поворот первой шестерни на один зуб должен вызвать поворот остальных (в том числе и пятой, а следовательно, и снова первой) тоже именно на один зуб, так как они находятся в зацеплений.
Модули линейных скоростей всех шестерен одинаковы! Различаются лишь угловые скорости.
И все-таки эта передача работать не может! Но дело тут в другом.
В Передача не может работать потому, что последняя шестерня будет пытаться»повернуть первую в направлении, противоположном тому, которое мы ей задаем.
Передачи, подобные рассмотренной, могут работать только при четном количестве шестерен.
Неизвестный танк часть 4
Содержание материала
Возьмем две шестерни, посаженные на валы: одну с 20, другую с 40 зубьями (рис. 405).
Рис. 405. Определение передаточного числа пары шестерен
Если вращать вал малой шестерни, т, е. ведущий вал, то малая шестерня приведет во вращение большую, вместе с которой начнет вращаться ведомый вал. Пока малая шестерня совершит один оборот, работают поочередно все ее 20 зубьев, и каждый из них сцепляется с одним из зубьев большой шестерни. Значит, за время, в течение которого малая шестерня сделает один оборот, большая повернется также на 20 зубьев, т. е. сделает пол-оборота; вторые пол-оборота она совершит за время, в течение которого малая шестерня сделает следующий оборот. Таким образом, за два оборота малой шестерни большая шестерня, а следовательно, и ведомый вал сделают один, оборот.
Если ведущий вал делает n1оборотов в минуту, то число оборотов
n2ведомого вала будет равно половине n1т. е. n2 = n1 / 2
Если на ведомой шестерне будет не 40, а 60 зубьев, то за время, в течение которого ведущая шестерня сделает три оборота, ведомая сделает один оборот: n2 = n1 / 3
Если ведущая шестерня больше ведомой (допустим, ведущая имеет 40, а ведомая 20 зубьев), то за один оборот она повернет ведомую шестерню на два оборота: n2 = 2 n1
Таким образом, при передаче вращения через пару шестерен число оборотов ведомого вала будет зависеть от числа зубьев ведущей и ведомой шестерен.
Отношение числа оборотов ведущего вала к числу оборотов ведомого называется передаточным числом. Передаточное число обозначается буквой i; i= n1 / n2
Если передаточное число больше единицы, ведомый вал вращается медленнее ведущего, а если меньше — быстрее его.
В нашем первом примере ведущая шестерня имеет число зубьев.
Для пары шестерен передаточное число равно отношению числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей.
Определим крутящий момент на ведомом валу (рис. 406).
Рис.406. Определение крутящего момента на ведомом валу
Зуб ведущей шестерни давит на зуб ведомой с определенной силой Р. Эта сила равна крутящему моменту ведущего вала М1 деленному на радиус ведущей шестерни r1, т. е.
Чем меньше радиус ведущей шестерни, тем больше сила, действующая на зуб ведомой.
Чтобы найти крутящий момент М2 на ведомом валу, надо умножить, силу Р на плечо ее действия, т, е. на радиус ведомой шестерни r2; получим М2 = Р r2. Чем больше радиус ведомой шестерни, тем больше крутящий момент на ведомом валу.
Так как сила Р одна и та же, то можно приравнять эти две величины, написав
Отсюда следует, что
Из двух сцепленных шестерен та шестерня больше, у которой больше зубьев. Так, если одна шестерня имеет 20 зубьев и радиус ее-равен 50 мм, то радиус второй шестерни, имеющей 40 зубьев, будет равен 100 мм; поэтому вместо отношения радиусов r2 / r1 можно подставить отношение числа зубьев z2 / z1 т. е.
Крутящий момент ведомого вала равен крутящему моменту ведущего, умноженному на передаточное число,
Как указывалось, при i= 2 число оборотов ведомого вала вдвое меньше числа оборотов ведущего. Но при этом крутящий момент на ведомом валу, как только что было установлено, вдвое больше, чем на ведущем. Значит, при уменьшений скорости в 2 раза крутящий момент увеличивается также в 2 раза.
Таким образом, если соединить с двигателем малую шестерню, а с ведущими колесами танка — сцепленную с ней большую, сила тяги увеличится; при этом скорость танка уменьшится во столько же раз (по сравнению со случаем, когда коленчатый вал двигателя был бы соединен непосредственно с ведущими колесами).
Если вращение передается последовательно через несколько пар шестерен (рис. 407), общее передаточное число будет равно
Рис. 407. Определение передаточного числа нескольких пар шестерен
В чем легко убедиться, рассматривая работу передачи. В нашем примере
I= 40 / 20 х 60 / 20 х 40 / 20 = 12
Итак, общее передаточное число передачи равно произведению передаточных чисел всех последовательно включенных пар шестерен, находящихся между ведущим и ведомым валами,
Влияние количества зубчиков в звёздочке на скорость велосипеда
Автор Хосе Монтерос,
22 августа, 2014 в Беседка
Рекомендуемые сообщения
Присоединяйтесь к обсуждению
Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Похожий контент
Какая скорость должна быть у SSD, который подключен к Sata 2 при измерении программой CrystalDiskMark?
Такие показатели нормальные или 4Kib Q8T8 и 4Kib Q32T1 должны быть около 300 МБ?
Здравствуйте. Начну с самого начала:
Довольно часто загружаю видео на ютуб и размер у них приличный (от 4гб), в среднем загружаются по 20-30 минут. Но с недавнего времени видео стали загружаться очень медленно примерно по 4-5 часов. Я стал разбираться в проблеме, зафиксировал скорость отдачи на speedtest.net, которая составила 25-30 Мбит/с, так же зафиксировал исходящий трафик через диспетчер задач во время загрузки видео, так вот видео загружалось со скоростью 3 Мбита/с. После я просто стал выключать все программы, и когда дошёл до KIS, скорость снова выросла до 25-30. Из всего этого сделал вывод, что KIS ограничивает скорость отдачи. Но как снять ограничение, я нигде не нашёл. Лазил в настройках, искал в гугле, всё тщетно. Осталось только к вам на форум обратиться, поэтому, прошу помощи.
Не знаю важно это или нет, но началось, это примерно после того, как я сделал проброс портов на роутере для сервера teamspeak.
К 2015 году скорость передачи данных Wi-Fi достигнет значения 10 гигабит в секунду
Самые быстрые на сегодняшний день Wi-Fi маршрутизаторы, поддерживающие стандарт 802.11ac, могут обеспечить скорость беспроводного обмена информацией, сопоставимую со скоростью гигабитного проводного Ethernet-соединения. Но к следующему году такая скорость может оказаться уже крайне медленной и причиной этому станет появление нового чипсета Wi-Fi, над которым сейчас работают специалисты компании Quantenna.
Большинство существующих Wi-Fi чипсетов, используемых в современном коммуникационном оборудовании, может обеспечивать одновременную передачу данных по трем независимым каналам. Эти чипсеты, имеющие условное название 3×3 MIMO, используются в таких маршрутизаторах, как Linksys WRT-1900AC, которые обеспечивают пропускную способность в 1.3 гигабита в секунду на частоте 5 ГГц. На проходившей в начале года выставке CES, представители компании Asus объявили о том, что их новый маршрутизатор RT-AC87U, в основе которого лежит чипсет Quantenna QSR1000 4×4 MIMO, будет обеспечивать пропускную способность в 1.7 гигабита в секунду. А недавно представители компании Quantenna сообщили о начале работы над новым чипсетом 8×8 MIMO, который сможет обеспечивать пропускную способность на уровне 10 гигабит в секунду и который должен появитья в 2015 году.
Новый чипсет 8×8 MIMO будет работать на базе стандарта 802.11ac и будет поддерживать работу с оборудованием всех стандартов предыдущего поколения (802.11a/b/g и n). Чипсет Quantenna объединит множество параллельных каналов, работающих на частоте 5 ГГц, полоса пропускания которого составит 160 МГц. Для сравнения, маршрутизаторы стандарта 802.11ac используют канал, ширина полосы которого составляет 80 МГц.
В основу нового чипсета легла технология MU-MIMO (multi-user MIMO) позволяет производить многопотоковый обмен данными с использованием нескольких антенн на одном передатчике и нескольких антенн на одном приемнике. Кроме этого, технология MU-MIMO позволит вести обмен данными параллельно на несколько независимых устройств, а в случае необходимости несколько антенн могут обеспечивать работу одного канала, улучшая качество сигнала и увеличивая дальность действия точки доступа. Интеллектуальная составляющая нового чипсета будет выполнять анализ передаваемых и принимаемых сигналов и, используя процесс адаптивного управления формируемым сигналом, будет осуществлять передачу сигнала по оптимальному пути.
Представители компании Quantenna сообщают, что их новый чипсет идеально подходит для тех областей применения, где требуются крайне высокие скорости беспроводной передачи информации. Но, к сожалению, поддержка технологии MU-MIMO никогда не появится в составе смартфонов, планшетных компьютеров, USB-адаптеров или другой электроники с питанием от аккумуляторных батарей. Аккумуляторы любого устройства, пусть и самой большой на сегодняшний день емкости, не смогут справиться со снабжением энергией новых чипсетов. Поэтому следует ожидать появления реализации новой технологии в виде маршрутизаторов, плат PCIe, и в виде интегрированных узлов материнских плат для ноутбуков и для настольных компьютеров.
Представители компании Quantenna сообщают, что их новый чипсет идеально подходит для тех областей применения, где требуются крайне высокие скорости беспроводной передачи информации. Но, к сожалению, поддержка технологии MU-MIMO никогда не появится в составе смартфонов, планшетных компьютеров, USB-адаптеров или другой электроники с питанием от аккумуляторных батарей. Аккумуляторы любого устройства, пусть и самой большой на сегодняшний день емкости, не смогут справиться со снабжением энергией новых чипсетов. Поэтому следует ожидать появления реализации новой технологии в виде маршрутизаторов, плат PCIe, и в виде интегрированных узлов материнских плат для ноутбуков и для настольных компьютеров.
Механические передачи вращательного движения. Характеристики, виды, принцип работы.
Перемещение функции непосредственного управления орудиями от человека к машине с помощью механических передач ознаменовало собой не просто техническую революцию – такие революции «местного значения» происходят в технике в связи с любым крупным изобретением. Нет, произошел полный переворот во всей технической системе, после которого она начала развиваться по-новому, на основании новых принципов, новых технических форм и структур. Иными словами, возникновение машин определило начало нового исторического этапа в развитии техники – механизации производства.
Необходимость изобретать и применять в промышленных масштабах различного рода машины невольно породила потребность в специалистах, способных осуществлять эту деятельность не от случая к случаю, а постоянно. Таким образом, переворот в техническом компоненте производительных сил привел к видоизменению человеческого компонента – появились инженеры механики. Проектирование передач инженерами осуществляется не только в соответствии с отечественной нормативной базой (ГОСТ, ОСТ), но и по стандартам других стран (AGMA, ASA, DIN, ISO, JIS, GBT). Применение зарубежных стандартов при проектировании механических передач расширяет возможности по ремонту импортных узлов и агрегатов, при этом способствует сокращению сроков и снижению цены ремонта сложного технологического оборудования.
Инженеры вовлечены, как правило, во все процессы жизненного цикла технических устройств и механических передач, являющихся предметом инженерного дела, включая прикладные исследования, планирование, проектирование, конструирование, разработку технологии изготовления, подготовку технической документации, производство, наладку, испытание, эксплуатацию, техническое обслуживание, ремонт и утилизацию.
Механическая энергия, используемая для приведения в движение машины-орудия, представляет собой энергию вращательного движения вала двигателя. Вращательное движение получило наибольшее распространение в механизмах и машинах, так как обладает следующими достоинствами: обеспечивает непрерывное и равномерное движение при небольших потерях на трение; позволяет иметь простую и компактную конструкцию передаточного механизма.
Все современные двигатели для уменьшения габаритов и стоимости выполняют быстроходными с весьма узким диапазоном изменения угловых скоростей. Непосредственно быстроходный вал двигателя соединяют с валом машины редко (вентиляторы и т. п.). В абсолютном большинстве случаев режим работы машина-орган не совпадает с режимом работы двигателя, поэтому передача механической энергии от двигателя к рабочему органу машины осуществляется с помощью различных передач.
Передачей будем называть устройство, предназначенное для передачи энергии из одной точки пространства в другую, расположенную на некотором расстоянии от первой.
В современном машиностроении в зависимости от вида передаваемой энергии применяют механические, пневматические, гидравлические и электрические передачи. В курсе «Детали машин» рассматривают только наиболее распространенные механические передачи.
Механическими передачами, или просто передачами, называют механизмы для передачи энергии от машины-двигателя к машине-исполнительному механизму, как правило, с преобразованием скоростей, моментов, а иногда — с преобразованием видов (например, вращательное в поступательное) и законов движения.
Механические передачи известны со времен зарождения техники, прошли вместе с ней длительный путь развития и совершенствования и имеют сейчас очень широкое распространение. Грамотная эксплуатация механических передач требует знания основ и особенностей их проектирования и методов расчетов.
Сегодня я бы хотел более подробно раскрыть тему зубчатых механических передач и их предназначение в устройствах и узлах.
Что такое шестеренки?
Зубья шестерни на одной оси зацепляются с зубьями шестерни на другой, создавая таким образом связь между вращением двух осей. Когда одна ось вращается, другая тоже будет вращаться.В зависимости от профиля зубьев колес различают зацепления трех основных видов: эвольвентные, когда профиль зуба образован двумя симметричными эвольвентами; циклоидальные, когда профиль зубьев образован циклоидальными кривыми; зацепления Новикова, когда профиль зуба образован дугами окружности.
Шестерни очень полезный тип механизма, используемый для того, чтобы передать вращение от одной оси к другим. Как я уже упоминал ранее, вы можете использовать шестерни для изменения выходной скорости вала. Скажем, у вас есть двигатель, который вращается со скоростью 100 оборотов в минуту, и вы хотите, чтобы он вращался только со скоростью 50 оборотов в минуту. Вы можете использовать систему шестерен, чтобы уменьшить скорость (а также увеличить крутящий момент), так что выходной вал вращается с «половинной» скоростью двигателя. Шестерни обычно работают в условиях высокой нагрузки, поэтому зубья шестерни должны быть спроектированы с высокой точностью и изготовлены из соответствующего материала. Это закладывается на этапе проектирования.
Детали зубчатого колеса.
Есть несколько различных терминов, которые необходимо знать, если вы только начинаете знакомиться с зубчатыми передачами. Для того чтобы шестерни сцепились, диаметральный шаг и угол давления должны быть одинаковыми.
Ось: ось вращения шестерни, где проходит вал.
Зубья: зубчатые грани, выступающие наружу от окружности шестерни, используемые для передачи вращения на другие шестерни. Число зубьев на шестерне должно быть целым числом. Шестерни передают вращение в том случае, если их зубья сцепляются и имеют одинаковый профиль.
Модуль зацепления называется иногда диаметральным шагом зубчатого колеса: отношение количества зубьев к диаметру шага. Две шестерни должны иметь одинаковый диаметральный шаг для зацепления. Введение модуля упрощает расчет и изготовление зубчатых передач, так как позволяет выражать различные параметры колеса (например, диаметры колеса) целыми числами, а не бесконечными дробями, связанными с числом п. ГОСТ 9563—60* установил следующие значения модуля, мм: 0,5; (0,55); 0,6; (0,7); 0,8; (0,9); 1; (1,125); 1,25; (1,375); 1,5; (1,75); 2; (2,25); 2,5; (2,75); 3; (3,5); 4; (4,5); 5; (5,5); 6; (7); 8; (9); 10; (11); 12; (14); 16; (18); 20; (22); 25; (28); 32; (36); 40; (45); 50; (55); 60; (70); 80; (90); 100.
Исходный контур. При стандартизации зубчатых колес и зуборезного инструмента для упрощения определения формы и размеров нарезаемых зубьев и инструмента введено понятие исходного контура. Это контур зубьев номинальной исходной зубчатой рейки в сечении плоскостью, перпендикулярной к ее делительной плоскости. На рисунке показан исходный контур по ГОСТ 13755—81 (СТ СЭВ 308—76) — прямобочный реечный контур со следующими значениями параметров и коэффициентов: угол главного профиля а = 20°; коэффициент высоты головки h*a = 1; коэффициент высоты ножки h*f = 1,25; коэффициент радиуса кривизны переходной кривой р*f = 0,38; коэффициент глубины захода зубьев в паре исходных контуров h*w = 2; коэффициент радиального зазора в паре исходных контуров С* = 0,25.
Для улучшения работы зубчатых колес (повышения прочности зубьев, плавности зацепления и тп.), получения заданного межосевого расстояния, во избежание подрезания зубьев и для других целей производят смещение исходного контура: положительное или отрицательное.
Для улучшения плавности работы цилиндрических колес (преимущественно при увеличении окружной скорости их вращения) применяют профильную модификацию зуба, в результате которой поверхность зуба выполняется с преднамеренным отклонением от теоретической эвольвентной формулы у вершины или у основания зуба. Например, срезают профиль зуба у его вершины на высоте hc = 0,45m от окружности вершин на глубину модификации А = (0,005%0,02) m
Типы механических передач
Существует множество различных типов шестерен и зубчатых механизмов. Вот некоторые из них: цилиндрическая зубчатая передача, косозубое колесо, зубчатая рейка, коническая шестерня, тангенциальная коническая передача, червячная передача, внутреннее зубчатое колесо и другие.
1. Цилиндрические зубчатые передачи
Цилиндрические зубчатые колеса самый простой тип шестерни. Зубчатые шестерни используются для того, чтобы перенести движение от одного вала к параллельному валу. Зубья расположены параллельно оси вращения. Когда два соседних зубчатых колеса сцепляются, они вращаются в противоположных направлениях. Эти шестерни наиболее часто используются, потому что они легко и быстро изготавливаются по сравнению с другими типами. Другие типы шестерен требуют более точных и более сложных процедур обработки.
2. Косозубая передача
Винтовые зубчатые передачи используются с параллельными валами подобно цилиндрическим шестерням. Они имеют более крепкое сцепление, чем цилиндрические и менее шумные, а также могут работать при более высоких нагрузках, делая их пригодными для работы на высоких скоростях. При использовании винтовых зубчатых колес они создают силу тяги в осевом направлении, что требует использования упорных подшипников.
3. Зубчатая рейка
Зубья одинакового размера и формы, вырезанные на равных расстояниях вдоль плоской поверхности или прямого стержня, называются зубчатыми рейками. Зубчатая рейка представляет собой цилиндрическую шестерню с бесконечным радиусом цилиндра шага. Путем зацепления с цилиндрической шестерней, оно преобразовывает вращательное движение в линейное. Зубчатые рейки могут быть разделены на прямые зубчатые рейки и винтовые зубчатые рейки, но обе имеют прямые зубчатые линии.
4. Коническая зубчатая передача
Конические зубчатые колеса имеют конусообразное сечение и используются для того, чтобы передать вращение между 2 валами которые пересекаются в одной точке. Виды конических зубчатых колес включают прямые конические зубчатые колеса, спиральные конические зубчатые колеса, угловые конические зубчатые колеса, гипоидные шестерни.
5. Тангенциальная коническая передача
Если зубья конических колес прямые, но идут не по радиусам, то они называются тангенциальными и могут работать с окружной скоростью до 12 м/с.
6. Конические передачи с криволинейными зубьями
Конические колеса с криволинейными зубьями бывают трех разновидностей:
Коническое зубчатое колесо с круговыми зубьями, у которого угол наклона зубьев (угол спирали) в одной из точек делительной средней линии зуба равен нулю называют, также, коническое зубчатое колесо с нулевым углом наклона зубьев или «Зерол».
Данный вид имеет одно главное преимущество – высокий и плотный контакта зубьев, они главные «конкуренты» прямым коническим зубчатым колесам по эффективности, прочности, вибрации и шуму. С другой стороны, их труднее производить. Кроме того, поскольку зубья изогнуты, они передают нагрузку в осевом направлении.
7. Винтовая передача
Винтовые передачи представляют собой пару одинаковых ручных винтовых передач с углом закрутки 45° на непараллельных, непересекающихся валах. Т.к. контакт зубьев хуже, чем у других типов передач, поэтому они не предназначены для передачи больших нагрузок. Поскольку мощность передается при скольжении поверхностей зубьев, необходимо обратить внимание на смазку при использовании винтовых передач. Нет никаких ограничений по количеству комбинаций зубьев.
8. Червячная передача
Червяки и червячные колеса не ограничиваются цилиндрическими формами. Существует некоторые типы червячных передач, которые имеют лучший коэффициент контакта, но производство таких передач становится более сложным и дорогим. Благодаря скользящему контакту поверхностей зубчатых колес необходимо уменьшить трение. По этой причине, как правило, жесткий материал используется для червяка, а мягкий материал используется для червячного колеса. Главное преимущество такой передачи – ровное и тихое вращение.
9. Передачи зубчатые внутреннего зацепления.
Внутренние шестерни имеют зубья, вырезанные на внутренности цилиндров или конусов и спарены с внешними шестернями. Существуют ограничения в количестве зубьев между внутренними и внешними передачами из-за эвольвентных и трохоидных помех и проблем обрезки. Часто применяют в планетарных передачах.
10. Цепные передачи
Применяются при передаче вращения между, параллельными удаленными друг от друга валами. В настоящее время получили распространение два типа приводных цепей:
а) цепи втулочно-роликовые (типа Галя),
б) цепи зубчатые из штампованных звеньев (типа Рейнольдса).
Зубчатые цепи, благодаря относительно меньшему шагу, работают более плавно и бесшумно.
Недостатком цепных передач является сравнительно быстрый износ шарниров, способствующий вытяжке цепи и нарушению ее зацепления со звездочкой, а также шумная работа на высоких скоростях вследствие особенностей кинематики цепной передачи.
11. Ременные передачи
Применяются также для передачи вращения между параллельными удаленными валами. Область распространения этих передач в настоящее время значительно сократилась, однако они еще находят широкое применение в качестве первичного привода от двигателя, а также привода к механизмам, обладающим большим моментом вращающихся масс. При трогании с места и в случае внезапных перегрузок ремни пробуксовывают, спасая механизмы от поломок.
По способу передачи механической энергии: трением, зацеплением.
Различные способы установки: открытый, перекрёстный, полуперекрёстный.
По виду ремней: плоские ремни, клиновые ремни, поликлиновые ремни (многоручьевые), зубчатые ремни, ремни круглого сечения.
Преимущественное распространение перед плоскими получили клиновые ремни, обладающие большей тяговой способностью.
12. Фрикционные передачи
Почему вращательные механические передачи так важны?
Они не заменимы и использовались мастерами на протяжении веков. Одно из самых ранних зарегистрированных упоминаний об использовании передач было в 50 году нашей эры, хотя есть не мало доказательств того, что древние греки также использовали их еще в третьем веке до нашей эры. И мы продолжаем использовать механизмы, потому, что они эффективны.
Часы, велосипеды, автомобили и сверхмощные промышленные машины всё имеет в своей конструкции механические передачи. Нет никаких сомнений в том, что передачи играют огромную роль в нашей повседневной жизни. Все больше расширяется диапазон исследований механики, она «вклинивается» в биологию, геометрию, другие естественные науки, в искусство, позволяет успешно решать инженерные задачи, вооружает инженеров научной основой для их плодотворной деятельности.
Только представьте, все, чем мы с вами сегодня пользуемся был произведено на производственных линиях, в конструкции которых обязательно есть механические передачи, шестерни.
На протяжении многих поколений люди более или менее усовершенствовали дизайн и характеристики этих чудес производства с помощью нескольких ключевых методов. Три основных процесса изготовления зубчатых колес: протяжка, фрезеровка и механическая обработка.
Мы знаем, как они помогли нам построить современную цивилизацию, но нет никаких сомнений, им найдется применение и в век информационных технологий.