Зубчатое колесо

  • Зубча́тое колесо́ или шестерня́, зубчатка — основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями на цилиндрической или конической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса.

    Обычно термины зубчатое колесо, шестерня, зубчатка являются синонимами, но некоторые авторы называют ведущее зубчатое колесо шестернёй, а ведомое — колесом. Происхождение слова «шестерня́» доподлинно неизвестно, хотя встречаются предположения о связи с числом «шесть». Л. В. Куркина, однако, выводит термин из слова «шест» (в смысле «ось»).

    Зубчатые колёса обычно используются па́рами с разным числом зубьев с целью преобразования крутящего момента и числа оборотов валов на входе и выходе. Колесо, к которому крутящий момент подводится извне, называется ведущим, а колесо, с которого момент снимается — ведомым. Если диаметр ведущего колеса меньше, то крутящий момент ведомого колеса увеличивается за счёт пропорционального уменьшения скорости вращения, и наоборот. В соответствии с передаточным отношением, увеличение крутящего момента будет вызывать пропорциональное уменьшение угловой скорости вращения ведомой шестерни, а их произведение — механическая мощность — останется неизменным. Данное соотношение справедливо лишь для идеального случая, не учитывающего потери на трение и другие эффекты, характерные для реальных устройств.

Источник: Википедия

Связанные понятия

Эксцентриково-циклоидальное зацепление (ЭЦ-зацепление) — зубчатое зацепление, альтернативное эвольвентному, предложенное российскими инженерами в 2007 году. Зубья ведущего колеса (шестерни) в торцевом сечении представляют собой эксцентрики (полные или усеченные), а зубья ведомого колеса имеют профиль в виде циклоидальной кривой.
Механи́зм (греч. μηχανή — приспособление, устройство) — внутреннее устройство машины, прибора, аппарата, приводящее их в действие. Механизмы служат для передачи движения и преобразования энергии (редуктор, насос, электрический двигатель).
Зубча́тая переда́ча — это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса.
Раскладчик, или Привод с вращающимися кольцами — это механизм, который превращает постоянное вращательное движение гладкого вала в возвратно-поступательное движение. Раскладочный механизм был разработан в 1952 г. немецким инженером Иоахимом Ухингом (Joachim Uhing) и известен также под названием «привод Ухинга».
Волнова́я передача — разновидность зубчатой механической передачи. Примечательна тем что в ней в одновременном зацеплении могут находиться множество зубцов, что обеспечивает высокую жесткость и малые люфты. Изобретена в 1959 году американским инженером У. Массером.

Упоминания в литературе

Цилиндрические зубчатые колеса подразделяются на прямозубые, косозубые зубчатые колеса. Прямозубые – это зубчатые колеса, имеющие зубья, параллельные оси колеса, используются для произведения работ на невысоких и средних скоростях. Косозубые колеса применяют для повышения контактной длины и числа зубьев, вовлеченных в зацепление, позволяющих создать передачу большого момента, а также хорошей плавности при работе, осуществляемой на больших частотах вращения. Косозубые колеса в результате контакта зацепленных зубьев создают осевое усилие, считающееся недостатком этого типа зубчатых колес, поэтому для ликвидации этого неудобства используются шевронные зубчатые колеса, оснащенные V-образными, угловыми косыми зубьями. Зубчатые колеса с косыми зубами предназначены для ответственных передач, производимых на средних и высоких скоростях, составляют третью часть от всех цилиндрических зубчатых колес. Зубчатые колеса с шевронными зубьями используют для передачи больших моментов и мощностей в тяжелых машинах.
У заднеприводных автомобилей главная передача конструктивно соединена с ведущим мостом. Ведущим мостом называют мост, агрегаты и механизмы которого передают крутящий момент от коробки передач колесам. Ведущий мост состоит из: картера (корпуса), главной передачи, дифференциала и полуоси. На автомобиле, валы, приводящие в движение колеса, размещены по отношению к оси автомобиля и карданному валу под углом 90 градусов. Чтобы увеличить крутящий момент после коробки передач и передать его под прямым углом применяют главную передачу. Главная передача выполнена в виде пар шестерен, как одной, так и двух. Обычно коническая пара состоит из зубчатых шестерен и зубчатых колес. Зубчатая шестерня является ведущей, а зубчатое колесо – ведомым. В двойной главной передаче соединение состоит из одной пары конических шестерен и одной пары цилиндрических шестерен. Главная передача, состоящая из одной пары конических шестерен, называется одинарной, а из двух пар шестерен – конической и цилиндрической – двойной.
Нарезка резьбы электрорезьбонарезателем производится следующим образом. Перед вводом в нарезаемое отверстие метчик смазывают маслом. Удерживая резьбонарезатель в руках так, чтобы не было перекоса метчика относительно оси отверстия, включают электродвигатель и слегка нажимают на корпус. После нарезания резьбы и прекращения нажатия шпиндель выдвинется из корпуса, и фланец войдет в зацепление с выступами зубчатого колеса. Но так как колесо вращается в два раза быстрее, то метчик начнет с удвоенной скоростью вывертываться из отверстия. Производительность в 6 —10 раз выше производительности ручного способа.
Это не единственный способ расширения скоростного диапазона устойчивой работы наиболее высокооборотных бензиновых двигателей. В отдельных случаях применяется автоматическая регулировка фаз газораспределения во всем диапазоне частоты вращения KB непосредственно во время работы двигателя. В качестве примера В. Н. Степанов ссылается на устанавливаемый на автомобили BMW 320i и 325i однорядный 6-цилиндровый бензиновый двигатель М-50, который (начиная с сентября 1992 г.) оснащен механизмом динамической регулировки фаз газораспределения, получившим сокращенное обозначение VANOS (от немецкого словосочетания variable Nockenwellensteuerung). Исполнительный механизм включает в себя расположенный в корпусе поршень, переходящий в шток с винтовыми шлицами. Эти шлицы входят в зацепление с соответствующими шлицами, выполненными в зубчатом колесе для привода распределительного вала, управляющего впускными клапанами. Перемещение поршня и его штока в направлении оси распределительного вала приводит к изменению взаимного положения зубчатого колеса и вала. При этом ход поршня и обусловленное им изменение положения распределительного вала зависят от давления масла, подводимого к корпусу исполнительного механизма по отдельному маслопроводу. Блок управления двигателем с помощью электромагнитного клапана, расположенного в корпусе исполнительного механизма, регулирует давление масла в зависимости от частоты вращения КВ.
Шестерни 32, зубчатые колеса 30 и 10 свободно вращаются на ведомом валу. Они имеют выступающие конические поверхности (конусы) и внутренние зубчатые венцы для соединения с синхронизаторами 9 и 33.
Теоретические сведения. Детали машины. Взаимозаменяемость деталей. Наиболее распространенные детали машин: вал, ось, зубчатое колесо, шкив, фланец, кронштейн, втулка, болт, винт, гайка и др. Сборочная единица машины. Подвижное и неподвижное, разъемное и неразъемное соединения. Неподвижное разъемное соединение: резьбовое, шпоночное, шлицевое, клиновое. Неподвижное неразъемное соединение: сварное, заклепочное, выполненные с помощью запрессования, паяния. Подвижное разъемное соединение: выполненные с помощью подшипников, зубьев колес зубчатых передач, опорных поверхностей (станин, направляющих и т. п.).
13. Как определяется передаточное число редукторов, состоящих из нескольких зубчатых колес?
Ж – ромбические напильники применяют для опиливания зубьев зубчатых колес, дисков, звездочек, для снятия заусенцев с этих деталей после обработки их на станках, а также для опиливания углов свыше 15 градусов и пазов;

Связанные понятия (продолжение)

Эксцентрик — (лат. ex centro — рус. из центра) диск (цилиндрическая поверхность) или сектор диска, насаженный на вращающийся вал так, что ось вращения диска параллельна, но не совпадает с осью вращения вала, для преобразования вращательного движения в поступательное. Расстояние между осями называется эксцентриситетом.
Звёздочка (довольно часто в строгой форме «Звезда», также — цепное колесо) — это профилированное колесо с зубьями, которые входят в зацепление с цепью, гусеницей или с другими материалами с выемками или зазубринами. Звёздочки отличаются от зубчатых колёс тем, что никогда не входят в зацепление друг с другом непосредственно, и отличаются от шкивов тем, что у звёздочек есть зубья, в то время как шкивы имеют гладкие ободы.
Синхронизатор — составная часть коробок передач транспортных средств, предназначенная для безударного зацепления скользящей муфты с закреплённым (обычно — через игольчатый подшипник) зубчатым колесом.
Часовые камни — детали часовых механизмов, выполненные из корунда — синтетического сапфира или рубина для повышения износостойкости и долговечности. В первую очередь это подшипники зубчатых колёс и баланса, а также палеты (зубья) анкерной вилки и штифт баланса, взаимодействующий с анкерной вилкой (импульсный камень, представляющий собой цилиндрический штифт с сечением в виде срезанного эллипса).
Зубофрезерование – один из видов лезвийной обработки, обеспечивающий нарезание зубчатых колес эвольвентного профиля: цилиндрических (прямозубых и косозубых) колес внешнего зацепления, червячных колес. Операция зубофрезерования выполняется на специальных зубофрезерных станках, обеспечивая высокую точность и качество поверхности детали. Режущий инструмент, используемый для обработки заготовок – червячная модульная фреза.
Винт (от нем. Gewinde — нарезка, резьба, через польск. gwint) — крепёжное изделие для соединения деталей, одна из которых может быть с внутренней резьбой. Винт имеет вид стержня с наружной резьбой на одном конце и конструктивным элементом для передачи крутящего момента на другом. Передающим усилие элементом могут являться различного рода головки, шлицы в торце стержня и тому подобное. Шуруп — это разновидность винта, отличается тем, что имеет коническое сужение на конце и более редкую резьбу. Шуруп...
Ги́бкий вал — конструкция, передающая крутящий момент между осями значительно меняющими ориентацию друг относительно друга.
Развёртка — режущий инструмент, который нужен для окончательной обработки отверстий после сверления, зенкерования или растачивания. Развёртыванием достигается точность до 6-9 квалитета и шероховатость поверхности до Ra = 0,32…1,25 мкм.
Механизм планшайба-стержни (шайбовый механизм) — это механизм, используемый в машиностроении для преобразования движения вращающегося вала в возвратно-поступательное движение стержней параллельно оси вала, или для обратного преобразования.
Ребо́рда (от фр. reborde), гребень — выступающая часть обода колеса или шкива, предотвращающая боковое смещение колеса при его движении по рельсам или канатам, а также смещение ремня относительно шкива.
Стритбо́рд (англ. streetboard) — роликовая доска, предназначенная для катания по любому твердому, гладкому покрытию.
Протяжка — многолезвийный инструмент с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвий в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения, предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении лезвия и отсутствии движения подачи.
Шарнир равных угловых скоростей (сокращённо ШРУС) обеспечивает передачу крутящего момента при углах поворота до 70 градусов относительно оси. ШРУСы изредка называют «гомокинетическими шарнирами» (от др.-греч. ὁμός — «равный, одинаковый» и κίνησις — «движение», «скорость»).
Зубчатая муфта — жёсткая подвижная компенсирующая муфта, которая состоит из полумуфт с внешними зубчатыми венцами, и разъёмной обоймы с двумя внутренними зубчатыми венцами. Эти устройства предназначены для передачи крутящего момента между двумя валами, оси которых не являются коллинеарными. Иными словами, зубчатая муфта обеспечивает компенсацию осевого, радиального и углового смещения валов. Это достигается за счёт того, что её зубчатое зацепление изготовляют с гарантированным боковым зазором и с...
Червя́чная переда́ча (зубчато-винтовая передача) — механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряжённого с ним червячного колеса.
Силовая неоднородность шины — это динамически-механические свойства пневматических шин, которые четко обозначены набором стандартов измерений и условий проведения испытаний, принятых производителями шин и автомобилей по всему миру. Эти эталоны включают такие параметры как: разброс радиальной и поперечной сил, конусность, угол бокового увода шины, радиальное и боковое биения, выпуклости по боковине. Производители шин по всему миру применяют данное тестирование с целью выявления негодных покрышек...
Приводная цепь — цепь, предназначенная для передачи механической энергии от ведущего вала к ведомому в цепных передачах.
Дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением (также: дифференциал ограниченного проскальзывания (LSD), дифференциал повышенного трения, самоблокирующийся дифференциал) — это дифференциал, механика работы которого за счёт конструктивно заложенного повышенного внутреннего сопротивления между некоторыми вращающимися деталями позволяет такому дифференциалу без каких-либо управляющих воздействий извне выравнивать самостоятельно угловые скорости ведущего и ведомых звеньев вплоть до полной их взаимной...
Торсионная подвеска (также стержневая подвеска) — подвеска транспортного средства, рабочими элементами которой являются торсионы (упругие стержни, работающие на кручение).
Колёсная пара — элемент ходовой части рельсовых транспортных средств, представляющий собой пару колёс, жёстко посаженных на ось и всегда вращающихся вместе с осью как единое целое.. Такая конструкция фактически из одной детали отличается высокой надёжностью. Пробег колёсных пар локомотивов с колёсами бандажного типа может достигать нескольких сотен тысяч км при нагрузке 20-25 тс (затем потребуется сменить бандажи).
Система задних звёзд (жарг. Задняя кассета) — задний набор звёзд велосипеда, расположенный на ступице заднего колеса; часть велосипедной трансмиссии. Предназначен для изменения передаточного отношения и, соответственно, угловой скорости и крутящего момента.
Ро́ликовая це́пь (уст. цепь Галля от англ. Galls chain) — тип приводной цепи. Применяется в основном для передачи механической мощности в различных механизмах, транспортных и сельскохозяйственных машинах, в том числе в мотоциклах, автомобилях, велосипедах, конвейерах, погрузчиках, типографских машинах и многих других. Это простое, надёжное средство передачи мощности, обладающее высоким КПД. Данный тип приводной цепи наиболее широко распространён, производится во всём мире в больших количествах, в...
Сферический роликоподшипник — это подшипник качения, который может вращаться с низким коэффициентом трения и допускает угловое смещение. Как правило, эти подшипники поддерживают вращающийся вал в отверстии внутреннего кольца, которое может смещаться относительно внешнего кольца. Смещение возможно благодаря сферической внутренней форме наружного кольца и сферическим роликам. Несмотря на название, сферические ролики не являются сферическими по форме. Элементы качения сферических роликоподшипников в...
Ромбовый двигатель — это специфический метод преобразования механической энергии, применяемый, когда один цилиндр используется для двух отдельно колеблющихся поршней.
Планетарная передача (далее — ПП) — механическая передача вращательного движения, за счёт своей конструкции способная в пределах одной геометрической оси вращения изменять, складывать и раскладывать подводимые угловые скорости и/или крутящий момент. Обычно является элементом трансмиссии различных технологических и транспортных машин.
Гре́йферный механи́зм, гре́йфер (от нем. greifen — хватать) — разновидность скачкового механизма в лентопротяжных механизмах киноаппаратуры, служащий для прерывистого перемещения киноплёнки на шаг кадра. По сравнению с другими типами скачковых механизмов (петлевой, мальтийский, пальцевый) грейферный механизм обеспечивает наиболее высокую точность перемещения киноплёнки при наименьших массе и шумности, и поэтому получил наибольшее распространение в киносъёмочной аппаратуре.
Велосипедное колесо — колесо, часть велосипеда, конструкция, состоящая в общем случае из втулки, спиц, обода, камеры и покрышки.
Поршнево́й па́лец (англ. piston pin, нем. Kolbenbolzen) — сплошной или полый цилиндрический стержень, служащий для подвижного шарнирного соединения поршня с шатуном. Аналогичные детали имеются в шарнирных соединениях ползунов, крейцкопфов, рычажных механизмов и обычно называются осью шарнира.
Коническо-цилиндрический редуктор — механический редуктор, который содержит в себе одну коническую и цилиндрические передачи. Такой редуктор необходим в случае если оси валов подвода и отбора мощности пересекаются. Редуктор может быть горизонтальным и вертикальным, в зависимости от необходимости. Конические колеса (в первой ступени) выполняются преимущественно с криволинейным профилем зуба, так как первая ступень испытывает наибольшие угловые и линейные скорости (до 60000 об\мин), то плавность работы...
Скачко́вый бараба́н — деталь мальтийского механизма, непосредственно осуществляющая прерывистое перемещение киноплёнки на шаг кадра. Зубчатый барабан, насаженный на ведомую ось мальтийского механизма, и совершающий скачкообразные повороты на 1/4 оборота (в механизмах с четырёхпазовым мальтийским крестом). Как и весь механизм, основное применение нашёл в кинопроекторах, вследствие наименьшего динамического воздействия на фильмокопию и её наименьшего износа по сравнению с грейферным механизмом.
Коленчатый вал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).
Резе́ц — режущий инструмент, предназначен для обработки деталей различных размеров, форм, точности и материалов. Является основным инструментом, применяемым при токарных, строгальных и долбёжных работах (и на соответствующих станках).
Вязкостная муфта (или вискомуфта от лат. viscosus – вязкий) — это механическое устройство, которое передаёт вращающий момент посредством вязкой жидкости. Конструктивно она состоит из множества круглых пластин, имеющих выступы и отверстия. Эти пластины расположены очень близко друг к другу в герметичном корпусе. В муфте имеются две группы пластин: ведущие, соединённые с ведущим валом, и ведомые — с ведомым. Ведущие и ведомые пластины расположены чередуясь и соосно. Корпус заполнен дилатантной жидкостью...
Гончарный круг — устройство для формирования посуды и керамических изделий, позволяющий использовать инерцию вращения для создания формы изделий и повышения производительности труда. Ручной гончарный круг одной рукой вращают на вертикальной оси и формируют изделие другой рукой. Ножной гончарный круг приводят в движение с помощью махового колеса, расположенного внизу, которое вращают ногами. При этом обе руки гончара остаются свободными, что позволяет формовать изделия не только спиральным налепом...
Обод велосипедного колеса — наружная часть колеса в виде круга, которая крепится к ступице колеса (втулке) на натянутых спицах. У трековых велосипедов встречаются дисковые колеса для уменьшения сопротивления воздуха, в таком случае обод опирается на диск. На обод монтируется велосипедная шина.
Коромысло (англ. rocker arm, нем. kipphebel) — звено плоского механизма, которое образует вращательную пару с неподвижной осью, но не может совершать полный оборот вокруг этой оси. Обычно имеет вид двуплечего рычага и совершает качательное движение. Одно из применений коромысло находит в двигателях внутреннего сгорания, где коромысло клапана используется для преобразования движения распределительного вала в открытие и закрытие клапанов.
Зацепление Новикова, круговинтовое зацепление, передача Новикова — механическая передача, альтернативный эвольвентному тип зацепления, предложенный советским инженером М. Л. Новиковым в 1954 году для зубчатых передач.
Углы установки автомобильных колёс, известные в обиходе как «развал-схождение», влияют на устойчивость автомобиля, его управляемость и износ шин.
Лопа́тка (ло́пасть) — деталь лопаточных машин, предназначенная для изменения в них параметров газа или жидкости.
Мальти́йский механи́зм — механизм прерывистого движения, преобразующий равномерное вращательное движение в прерывистое вращательное движение.
Цилиндровый механизм — разновидность механизма секретности (МС) замка, рабочей частью которого является цилиндр, который может быть повёрнут в корпусе только тогда, когда в скважину внутри цилиндра вставлен штатный (свой) ключ. К таковым относят штифтовые, дисковые, рамочные, магнитные и некоторые специальные МС. Первоначально каждая фирма-изготовитель патентовала и изготавливала такой механизм (сердечник, или «личинку») своего типоразмера, но со второй половины XX века стали изготавливать каплевидный...
Циклоида́льная переда́ча, или циклоидальный реду́ктор, или планетарно-цéвочный реду́ктор — механизм, понижающий частоту вращения, и имеющий фиксированное передаточное отношение. Циклоидальные редукторы при своей компактности имеют большие передаточные отношения...
Гипоидная передача (гиперболоидная) — вид винтовой зубчатой передачи, осуществляемой коническими колёсами (с косыми или криволинейными зубьями) со скрещивающимися осями (обычно 90°). Гипоидная передача имеет смещение по оси между большим и малым зубчатыми колесами. Данный тип передачи характеризуется повышенной нагрузочной способностью, плавностью хода и бесшумностью работы. Передаточное отношение от 1 до 10 (в пределе: до 60).В отличие от обычных конических передач, начальные конусы которых имеют...
Отвёртка — ручной слесарный инструмент, предназначенный для завинчивания и отвинчивания крепёжных изделий с резьбой. Чаще всего винтов и шурупов, на головке которых имеется шлиц (паз). Обычно представляет собой металлический стержень с наконечником и рукояткой (пластмассовой или деревянной). ГОСТ 29308-92 «Инструмент монтажный для винтов и гаек. Номенклатура» относит к отвёрткам также некоторые виды ключей (ключи торцовые и ключи для круглых гаек с шлицем (шлицами) или отверстиями на торце) и сменные...
Подвеска автомобиля, или система подрессоривания, — совокупность деталей, узлов и механизмов, играющих роль соединительного звена между кузовом автомобиля и дорогой. Входит в состав шасси.
а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ э ю я