Podstawy kół zębatych: geometria i dane na rysunku

Co przenosi przekładnia zębata

Boki zębów przenoszą ruch obrotowy i moment. Dwa koła o uzębieniu zewnętrznym obracają się przeciwnie. Koło napędzające o 20 zębach współpracujące z kołem o 40 zębach zmniejsza prędkość o połowę i idealnie podwaja moment. Tarcie w zazębieniu, łożyskach i uszczelnieniach powoduje straty mocy.

Zarys zęba nie jest kompletną specyfikacją. Rysunek powinien określać układ modułu, liczbę zębów, kąt przyporu, kąt pochylenia linii zęba, przesunięcie zarysu, szerokość wieńca, materiał, obróbkę cieplną i wymagania kontrolne.

Moduł i charakterystyczne okręgi

Moduł określa wielkość zębów. Dla koła o zębach prostych d = mz. Ten sam moduł nie oznacza tego samego wymiaru koła. Przy uzębieniu skośnym rozróżnia się przekrój normalny do linii zęba i czołowy, prostopadły do osi: mₜ = mₙ/cos β oraz d = zmₜ.

Okrąg podziałowy określa geometrię odniesienia, a zasadniczy służy do tworzenia ewolwenty. Okręgi wierzchołków i stóp ograniczają ząb. Przy przyjętym standardowym zarysie normalnym bez przesunięcia: dₐ = d + 2mₙ, d_f = d − 2,5mₙ oraz d_b = d cos αₜ. Okrąg podziałowy nie zawsze jest okręgiem tocznym podczas pracy.

Kąty i luz międzyzębny

Kąt przyporu wpływa na kierunek siły i jej składową promieniową. Większy kąt nie poprawia automatycznie całej konstrukcji. Uzębienie skośne zapewnia stopniowe zazębianie, lecz wytwarza siłę osiową. Większa szerokość pomaga tylko przy właściwym rozkładzie obciążenia.

Luz między bokami zębów nie jest luzem wierzchołkowym ani klasą dokładności. Musi uwzględniać smarowanie, rozszerzalność i tolerancje. Przesunięcie zarysu zmienia grubość zęba i jego stopę; dobiera się je dla pary. Pokazane przejście przy stopie jest schematyczne i nie stanowi konturu obróbkowego.

Koła stożkowe o krzywoliniowej linii zęba

Przy osiach przecinających się pod kątem 90° stożki podziałowe mają wspólny wierzchołek. Dla zewnętrznego modułu czołowego mₑ: d₁ = mₑz₁, d₂ = mₑz₂, δ₁ = atan(z₁/z₂), δ₂ = 90° − δ₁ i Rₑ = √(d₁² + d₂²)/2. Szerokość mierzy się wzdłuż tworzącej stożka.

W przekroju średnim Rₘ = Rₑ − b/2 średnice skaluje się przez Rₘ/Rₑ. Przykład ogranicza b do Rₑ/3. Nie oblicza wymiarów montażowych, ustawień narzędzia ani śladu współpracy. Sprawność jest założeniem użytkownika.

Przekładnie planetarne

Prosty zestaw obejmuje koło słoneczne, satelity, koło pierścieniowe i jarzmo. Dla geometrii standardowej z_r = z_s + 2z_p. Równanie Willisa ma postać z_s(n_s − n_c) + z_r(n_r − n_c) = 0. Przełożenie zależy od elementu unieruchomionego i napędzanego.

Sprawdzić warunki montażu i odstęp między satelitami. Ich spełnienie nie dowodzi wytrzymałości ani równego podziału obciążenia; znaczenie mają także sztywność, tolerancje i łożyskowanie.

Źródła