44 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем зубчатое колесо отличается от шестерни

Шестерня (зубчатое колесо)

Определение шестерня

Зубчатое колесо или Шестерня – это важнейшая деталь, которая применяется в механизмах зубчатой передачи и выполняет основную функцию — передает вращательное движения между валами, при помощи зацепление с зубьями соседней шестерни. Выглядит шестерня как диск с конической или цилиндрической поверхностью на которой на равном расстоянии расположены зубья. В зубчатой передаче шестерней называют малое зубчатое колесо с небольшим количеством зубьев, а большое — зубчатым колесом. В случае применения пары шестерен с одинаковым количеством зубьев, ведущую называют шестерней, а ведомую – зубчатым колесом. Но чаще всего все зубчатые колеса и малые и большие называют шестернями (шестеренками).

Заурядно используют шестерни парами с различным количеством зубьев, этот механизм зубчатой передачи позволяет преобразовать число оборотов валов и вращающий момент. Передаточное число — это отношение чисел оборотов валов в минуту, определяется отношением диаметров шестерен или отношением чисел из зубьев. К стати, число зубьев на колесах влияет на плавность хода передачи, чем их число больше, тем плавнее ход передачи. Ведущей шестерней называется та, вращение которой передается извне, а ведомой называют шестерню, с которой снимается вращающий момент. Если диаметр ведущей шестерни больше, то вращающий момент ведомой шестерни уменьшается за счёт пропорционального увеличения скорости вращения, и наоборот.

Изобретение Шестерни

Изобретатель шестерни не известен, в истории шестерни упоминаются Ктезибием он использовал древнее зубчатое колесо в своих водяных часах во II веке до нашей эры, а так же упоминает в своем сочинении о применение шестерен Архимедом в III веке до н.э. Есть данные о использовании шестерен Римлянами в начале новой эры. В работах Леонардо да Винчи, в чертежах некоторых механизмов присутствуют шестерни с формой зуба близкой к современной.

Области применения шестерен

Шестерни применяются в различных, сложных и простых механизмах в машиностроении, судостроении, в пищевой и горнодобывающей промышленности, а так же: в буровых установках, железно дорожных вагонах, в подъемных кранах, в автомобильных дифференциалах, коробке передач, танках, лебедках, шестеренных гидромашинах – насосах, часах и в прочих механизмах.

В чем разница между звездочкой и шестерней?

Самое большое различие между звездочкой и механизмом — то, как каждый работает на функциональном уровне. Оба имеют тенденцию быть рифлеными колесами, используемыми в машинах, и их основной внешний вид часто действительно очень похож — но как они работают и что именно они делают, как правило, действительно разные. В общем, шестерня — это зубчатое колесо, предназначенное для сцепления с другими шестернями и передачи движения к ним, что, в свою очередь, может вызвать движение в другом месте. Звездочка, напротив, представляет собой зубчатое колесо, предназначенное для зацепления и непосредственного перемещения гибкого предмета с вмятинами или перфорацией, такого как цепь или ремень. Приложения каждого отличаются в результате. Звездочки наиболее распространены, когда в них содержится движущаяся лента или цепь, как это обычно бывает в велосипедах, конвейерных лентах и кинопленочных проекционных барабанах. Зубчатые передачи обычно предпочтительнее во всех других сценариях, включая автомобили и тяжелую технику. Мало того, что механизмы более универсально полезны, но они также не так часто нуждаются в ремонте или переоснащении.

Читать еще:  Как разъехаться на перекрестке при повороте налево

Основная функциональность

Звездочки и зубчатые колеса используются для передачи мощности внутри машин или для перемещения предметов путем их блокировки. Звездочка обычно напрямую взаимодействует с некоторой частью рассматриваемого механизма, в то время как зубчатые колеса могут и часто сначала толкают друг друга, а затем используют это коллективное движение, чтобы влиять на какой-то более крупный механический процесс. Еще один способ выразить это заключается в том, что звездочки должны работать независимо, но зубчатые колеса могут использовать сети для создания прочности и точности. Разница обычно наиболее заметна, если присмотреться к бороздкам или зубцам каждого из них.

В случае звездочки зубья сконструированы так, чтобы точно соответствовать перфорациям или пазам предметов, на которые рассчитан инструмент. Как следствие, возможности для вариантов дизайна, как правило, несколько ограничены. Зубчатые колеса, с другой стороны, сцепляются непосредственно друг с другом и, таким образом, пригодны для широкого спектра применений. Например, зубья шестерни могут быть на внешней стороне колеса или на внутренней окружности; другой тип, называемый червячным редуктором, вообще не колесо, а резьбовой стержень.

Воздействие ущерба

Еще одно важное различие между звездочкой и зубчатым колесом заключается в том, что происходит, если любой из них поврежден. Например, две звездочки, которые несут велосипедную цепь, также направляют цепь по прямой линии, и, если один зуб на одной из звездочек ломается, увеличивается вероятность того, что цепь будет сброшена. Разорванная цепь обычно выводит из строя весь велосипед. С другой стороны, если зуб сломает зубчатое колесо, предполагая, что сломанный зуб выпадает из работы машины, существует небольшая вероятность того, что в результате сам аппарат выйдет из строя, хотя может снизиться эффективность. В большинстве случаев нагрузка на поврежденную передачу может переключаться на другую, не вызывая значительного напряжения.

Распространенное использование звездочек

Помимо велосипедов, звездочки также часто встречаются на гусеничных транспортных средствах, таких как танки и бульдозеры, а также в пленочных камерах и кинопроекторах. В каждом вращении звездочки перемещается гибкое устройство, такое как цепь, ремень или полоса фотопленки. В тех случаях, когда гибкое устройство представляет собой непрерывную петлю, как в велосипедах и гусеничных транспортных средствах, множество сегментов, составляющих петлю, делают его более уязвимым для износа. В некоторых случаях это требует дополнительного обслуживания, а также означает, что звездочки обычно размещаются снаружи приборов или, по крайней мере, за панелями, которые относительно легко доступны.

Ситуации, где лучше всего работают шестеренки

Механизмы присутствуют во внутренней работе многих, если не большинства машин. Например, они являются неотъемлемой частью автомобильных двигателей, где они работают, передавая мощность от двигателя к ведущим колесам. Некоторые механизмы, такие как червячные приводы, могут ограничивать передачу мощности в одном направлении без каких-либо дополнительных устройств, таких как тормоза. Высокоточные шестерни также работают на многих часах.

Функциональные различия между звездочкой и зубчатым колесом в сочетании с общим превосходством зубчатого колеса над звездочкой обычно приводят к тому, что дизайнеры выбирают зубчатые колеса, когда они могут. Наиболее часто упоминаемый пример — легковые и грузовые автомобили с задним приводом, в которых используется жесткий ведущий вал для передачи мощности от двигателя к ведущим колесам. Цепные приводы велосипедного типа были популярны у некоторых первых автомобилей, но со временем их популярность пошла на убыль; последний автомобиль с цепным приводом был выпущен в 1960-х годах.

Шестерня vs зубчатое колесо

Часто участникам портала приходится изготавливать зубчатые колеса и шестерни. Но мало кто задается вопросом, в чем их отличие?

Недавно на полях одного топика, посвященного шестеренному насосу возник спор, что есть шестерня? Может ли быть две шестерни в паре? И чем шестерня отличается от зубчатого колеса, или это одно и то же?

Читать еще:  Лучший антигель для дизельного топлива

Приводились разные мнения, перечислю некоторые —

1) Шестерни и зубчатые колеса — это одно и то же. Синонимы.

Вывод — те кто говорит, что изготовит ‘шестерни и зубчатые колеса’, на самом деле говорит ‘масло масляное’ и врет, что это разные вещи.

зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев, а при равенстве их — ведущее зубчатое колесо.

Большой энциклопедический политехнический словарь, 2004

Согласно ГОСТ 16530-83 ‘Передачи зубчатые общие термины определения и обозначения’,

Шестерня — Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев.

При одинаковом числе зубьев зубчатых колес передачи шестерней называется ведущее зубчатое колесо.

Вывод — из двух зубчатых колес, работающих в паре, только одна называется шестерня, а второе — колесо. Шестерня, это то зубчатое колесо, которое, как правило, крутится с большей угловой скоростью.

3) Согласно ГОСТ 17398-72 ‘Насосы. Термины и определения’, Шестеренный насос

Зубчатый насос с рабочими органами в виде шестерен, обеспечивающих геометрическое замыкание рабочей камеры и передающих крутящий момент.

Слово ‘шестерня’ в единственном числе этот ГОСТ не употребляет вообще, и определения понятия ‘шестерни’ также не содержит. Остается только попробовать вывести это определение из текста формулировки, от обратного:

Шестерни — рабочие органы зубчатого насоса, обеспечивающие геометрическое замыкание рабочей камеры и передающие крутящий момент.

Вывод — два рабочих органа, всегда работающих только в паре, этот ГОСТ называет шестернями, и их в единственном числе не бывает, как ножниц (если вынуть из насоса один рабочий орган, то он не станет шестерней, так как он один не может обеспечить геометрическое замыкание рабочей камеры и передавать крутящий момент согласно функции из ГОСТ 17398-72), а если их разобрать на две части, то каждая часть должна называться ‘половина шестерен’, а не ‘одна шестерня’, так же как ‘половина ножниц’, а не ‘одна ножница’.

При этом такие шестерни вообще не являются зубчатыми колесами, и не являются зубчатой передачей, в понимании ГОСТ 16530-83, потому что в этом случае, только один рабочий орган был бы шестерней, а второй бы стал колесом, и вместе они не назывались бы шестернями.

Тем самым эти шестерни, не те шестерни, которые зубчатые колеса в зубчатых передачах, а те шестерни, которые рабочие органы в зубчатом насосе.

Как говорится, почувствуйте разницу, и, как принято в технике, на чертежах и в спецификациях надо указывать — ‘1/2 шестерен по ГОСТ 17398-72’ или ‘шестерня по ГОСТ 16530-83’. И в речи тоже надо добавлять, мол ‘шестерни для зубчатых насосов‘, ‘ведущая/ведомая половина шестерен для зубчатых насосов‘ или ‘шестерня для зубчатых передач.

4) Так как согласно ГОСТ 17398-72 шестеренный насос это зубчатый насос с рабочими органами в виде шестерен. то эти рабочие органы лишь похожи на шестерни или зубчатые колеса, но таковыми не являются. И обсуждаемый термин всегда следует понимать так, как говорится в ГОСТ 16530-83 и в словарях.

5) В классической технической литературе, рабочие органы зубчатых насосов называли — зубчатки. И любые зубчатые колеса тоже называли зубчатками.

Зубчатки в зубчатой передаче, могли быть либо шестернями, либо колесами, в зависимости от того, какое положение они там занимают. А в реверсивных передачах с равными зубчатками, одни и те же зубчатки вообще могли быть то шестерней, то колесом, в зависимости от направления вращения.

Читать еще:  Какой производитель резины лучше для зимы

Как видно, ни стандарт ни словарь впрямую не определяет шестерню, как деталь насоса, а только как звено зубчатой передачи, и даже исключают саму возможность существования двух шестерен в паре, так как в паре одинаковых зубчатых колес, только одна становится шестерней — ведущая.

Отсюда и возник вопрос к сообществу — как следовало бы называть рабочие органы зубчатого насоса, что бы не путать ‘шестерню’c ‘шестернями’, и ‘шестерни’ с ‘зубчатыми колесами’?

При том, что ГОСТы СССР реально уже не действуют в РФ на обязательных условиях.

Прошу высказываться, какое из приведенных мнений вы поддерживаете?

А для тренировки понимания глубины и сложности вопроса, сначала предлагаю решить задачку —

Является ли насос с рабочими органами, представляющими собой прямозубые колеса с зацеплением Новикова, ‘шестеренным насосом’, а пару этих колес — ‘шестернями’, в понимании ГОСТ 17398-72?

Что такое шестерня (зубчатое колесо)

Очень часто в обиходе бывалых механиков можно услышать фразы, касающиеся различных деталей: их функций, возможностей, цены и работоспособности. Одной из таких деталей является шестерня. А для чего необходима эта деталь? Что это, и по какому принципу она работает? Давайте разбираться.

Описание и виды шестерёнок

Шестерня – это колесо (диск) с зубьями (другим словом – зубчатое колесо (ЗК)), которое крепится ко вращающейся оси. Она может быть, как с конической, так и с цилиндрической поверхностью.
Шестерёнчатые передачи подразделяются (в зависимости от линии зуба) на следующие виды:

Прямозубые. Это самые применяемые из всех видов ЗК, у которых зубья располагаются в радиальных плоскостях.

Скошенные (косозубые) , используемые в электрических и бензо инструментах (лобзиках, ножовки…). В этих деталях зубья располагаются под углом ко вращающейся оси.

Червячные (спиральные) используются для рулевого управления автомобилем.


Винтовые имеют цилиндрическую форму, зубья располагаются по линии винта. Используются на валах, расположенных перпендикулярно относительно друг друга.

С круговыми зубьями , которые имеют линию окружности радиуса, за счёт чего контакт передачи осуществляется лишь в одной точке (на линии зацепления), расположенной параллельно осям зубчатого кольца.

С внутренним зацеплением , в которых «зубы» нарезаны внутри. Применяются в приводе танковой башни, в планетарных механизмах, насосах…

Секторные являются частью шестерни различного типа, что значительно экономит габариты. Применяется в таких передачах, где не нужно вращение ЗК.

Есть ещё немало других видов этих деталей, каждая из которых может выполнять определённую функцию.

Область применения и принцип действия

ЗК считается одной из важнейших деталей, применяемых в механизмах с зубчатой передачей, как в сложных, так и в простых. Их применяют в машиностроении, пищевой и горнодобывающей промышленности, в судостроении, в подъёмных кранах, коробках передач, лебёдках, танках, буровых установках…

Зубчатые колёса применяются парно и работают при помощи зубьев, цепляясь за соседние, благодаря чему и выполняется основная функция ЗК – передача вращательных движений между валами.

Каждая из шестерён имеет своё число зубьев. Разница в количестве зубьев шестерни необходима для возможности преобразования числа оборотов вала и крутящего момента, то есть для передачи или изменения КМ от ведущего к ведомому ЗК. Ведущей называется та шестерня, к которой крутящий момент подводится снаружи, а ведомая – та, с коей он снимается.

При этом, когда диаметр ведущей детали меньше, чем у ведомой – КМ увеличивается пропорционально уменьшению скорости вращения, а в обратном случае (диаметр ведомой меньше ведущего) – наоборот. Кроме того, нужно знать то, что от числа зубьев на шестерёнке зависит плавность хода передачи (больше зубьев – плавный ход, и наоборот).

Износ шестерни (откалывание зубцов) влечёт за собой необходимость её замены, так как ремонту деталь не подлежит.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector