Зубчасте колесо

Профіль зубів коліс як правило має евольвентну бічну форму. Проте, існують передачі з коловою формою профілю зубів (передача Новікова з однією і двома лініями зачеплення) і з циклоїдною. Крім того, в храпових механізмах використовуються колеса з несиметричним профілем зуба.

Параметри евольвентного зубчатого колеса:

• m — модуль колеса — є стандартизований[10][11] найголовніший параметр. Визначається з розрахунку на міцність зубчатих передач. Має, також, враховувати умови експлуатації (наприклад абразивність оточуючого середовища, тип мащення і т. ін.). — Чим більш навантажена передача, тим вищим вибирається значення модуля. А далі через нього визначається решта всіх параметрів. Модуль вимірюється в міліметрах і обчислюється за формулою:

${\displaystyle \mathbf {m={\frac {d}{z}}={\frac {p}{\pi }}} }$

• z — число зубів колеса
• p — крок зубів по ділильному колу (позначений фіолетовим кольором)
• d — діаметр ділильного кола (позначений жовтим кольором)
• d_a — діаметр кола вершин темного колеса (позначений червоним кольором)
• d_b — діаметр основного кола — евольвенти (позначений зеленим кольором)
• d_f — діаметр кола западин темного колеса (позначений синім кольором)
• h_ap+h_fp — висота зуба темного колеса, x+h_ap+h_fp — висота зуба світлого колеса
• х — зміщення інструменту при виготовленні колеса з метою коригування зачеплення (допустимі значення — до +/- 0,25m)

Кресленик колеса зубчастого у машинобудуванні, зразок виконання.

Це — найпоширеніший вид зубчатих коліс. Зуби у них розміщені радіально, а лінія контакту зубів у зачепленні пари коліс паралельна до їхніх осей обертання, при цьому осі обох коліс мають розташовуватися у просторі також паралельно. Прямозубі зубчасті колеса мають найменшу вартість, проте обертовий момент, який вони можуть передавати, нижчий, порівняно з моментом, який можуть передавати косозубі і шевронні колеса таких самих габаритних розмірів.

Косозубі колеса

Косозубі колеса є вдосконаленим варіантом прямозубих. Їх зуби розташовуються під кутом до осі обертання, а формою утворюють частину спіралі. Зачеплення таких коліс відбувається більш плавно, ніж у прямозубих, а також із меншим шумом.

Недоліками косозубих коліс можна вважати наступне:

• При роботі у зачепленні косозубих коліс виникає механічна сила, направлена уздовж осей, що викликає необхідність застосування в опорах валів радіально-упорних підшипників, замість радіальних у випадках використання прямозубих, або шевронних коліс;
• Збільшення площі тертя зубів, що викликає додаткові втрати потужності на нагрів. (Може нівелюватись застосуванням спеціальних мастил).

Шевронні колеса

В цілому, косозубі колеса застосовуються в механізмах, що вимагають передачі великого крутного моменту, високих швидкостей, або що мають жорсткі обмеження за шумом.

Винайдені Андре Сітроеном. Шевронні колеса вирішують проблему компенсації осьової сили. Зуби таких коліс виготовляються у вигляді букви «V» (або вони отримуються стиковкою двох косозубих коліс із зустрічним розташуванням зубів). Осьові сили обох половин такого колеса взаємно компенсуються, тому відпадає необхідність у встановленні валів на упорні підшипники. При цьому передача є самовстановлюваною в осьовому напрямі, унаслідок чого в редукторах з шевронними колесами один з валів встановлюють на плаваючих опорах (як правило — на підшипниках з короткими циліндричними роликами). Передачі із застосуванням таких зубчатих коліс, зазвичай називають «шевронними».

При жорстких обмеженнях на габарити, наприклад в планетарних механізмах, в шестеренчастих насосах з внутрішнім зачепленням, в приводі башти танка, застосовують колеса із зубчатим вінцем, нарізаним з внутрішньої сторони. Обертання ведучого і веденого колеса здійснюється в один бік. У такій передачі втрати на тертя менші.

Секторним колесом є частина звичайного колеса будь-якого типу. Такі колеса застосовуються в тих випадках, коли обертання в механізмі здійснюється не на повний оберт. Тому можна заощадити на його габаритах.

Передача на основі коліс з коловими зубами (Передача Новікова) має ще вищі ходові якості, ніж косозубі — високу здатність навантаження зачеплення, високу плавність і безшумність роботи. Проте вони обмежені в застосуванні через понижені, за тих же умов, ККД і ресурс роботи. Такі колеса суттєво складніші у виготовленні. Лінія зубів у них є колом радіусу, що підбирається під певні вимоги. Контакт поверхонь зубів відбувається в одній точці на лінії зачеплення, розташованій паралельно осям коліс.