DSCN0490

16 I. Wprowadzenie

b)

c)

d)

Rys. 1.3. Koła zębate walcowe z zębami: a) prostymi, b) skośnymi, c) daszkowymi, d) lukowymi

—    zęby skośne (śrubowe), których linia przecina tworzącą walca pod pewnym kątem: linia zębów jest wtedy linią śrubową prawoskrętną lub lewoskrętną (rys. I.3b);

—    zęby daszkowe, które mają linię łamaną, złożoną z dwóch linii śrubowych o przeciwnych kierunkach — skrętach (rys. I.3c);

—    zęby łukowe, których linia ma kształt łuku (rys. I.3d), znajdujące szerokie zastosowanie w kołach stożkowych i hiperboloidalnych (hipoidalnych).

W przekładni zębatej koło napędzające nazywamy kołem czynnym, a napędzane — kołem biernym. Przyjęto, aby w parze współpracujących kół nazywać małe koło zębate zębnikiem, niezależnie od tego czy jest ono czynne, czy bierne, duże zaś koło krótko. — kołem.

Parametrami charakteryzującymi przekładnię zębatą są: przełożenie, odległość osi kół, kąt pomiędzy osiami, wymiary gabarytowe, masa, przenoszony moment i prędkość obrotowa oraz wynikająca stąd moc i wreszcie sprawność mechaniczna.

Przełożenie kinematyczne określane jest jako stosunek prędkości kątowych (lub obrotowych) koła czynnego i biernego:

(U)

Kierunki obrotów obu współpracujących kół zewnętrznych są przeciwne, jak to zaznaczono na rys. 1.3. lub zgodne, jak na rys. 1.3b dla zazębienia wewnętrznego, i można to dodatkowo oznaczyć znakiem minus i plus. Takie zróżnicowanie oznaczeń okazuje się celowe w przypadku analizy złożonych układów kinematycznych. W sytuacjach prostych przekładni nie zachodzi taka potrzeba, ale należy pamiętać o rzeczywistych kierunkach obrotów i ich zgodności z kierunkiem wymaganym.

Jeśli przekładnia zmniejsza prędkość obrotową (n₂ < n,), to nazywamy ją przekładnią zwalniającą lub reduktorem, a przełożenie jest wówczas większe od jedności. Jeśli następuje zwiększenie prędkości, to taką przekładnię nazywamy przekładnią przyspieszającą lub multiplikatorem, a przełożenie jest wówczas mniejsze od jedności.

Wartość przełożenia uzależniona jest od wymiarów geometrycznych kół współpracujących, a mianowicie od wymiarów średnic podziałowych, które w przypadku kół zębatych są wprost proporcjonalne do liczby zębów poszczególnych kół. Liczba zębów jest zatem też parametrem geometrycznym koła. Przełożenie określone stosunkiem charakterystycznych parametrów geometrycznych nazywamy przełożeniem geometrycznym i oznaczamy

(1.2)

W przekładni zębatej przełożenia geometryczne i kinematyczne są jednakowe i równe ilorazowi liczb zębów obu kół:

u = i

£2 _«l_ -1 <*>2

(1.3)

W naszych dalszych rozważaniach nad przekładniami zębatymi nie będzie w zasadzie potrzeby rozróżnienia przełożenia kinematycznego i geometrycznego. Pozostawimy jedną nazwę — przełożenie i oznaczymy je symbolem u.

Przekładnia zębata powoduje zmianę wartości momentu obrotowego, przekazywanego z wału czynnego na bierny, co charakteryzuje przełożenie dynamiczne

(1.4)

gdzie t] jest sprawnością przekładni. Ponieważ sprawność przekładni zębatej jest bardzo duża g = 0,97 -r-0,99, w niektórych uproszczonych obliczeniach przyjmuje się i| % u.

Przełożenie całkowite złożonej przekładni wielostopniowej (1.4) jest iloczynem przełożeń poszczególnych stopni:

(1.5)

Rys. 1.4. Schemat przekładni zębatej stożkowo-•walcowej, złożonej z trzech stopni: i/_t — przełożenie stopnia stożkowego, u₂ 1 u_s — przełożenia

stopni walcowych

Kojarzenie różnych rodzajów przekładni zębatych stwarza możliwości przekazywania ruchu i energii pomiędzy wałami dowolnie przestrzennie usytuowanymi, w dużym zakresie prędkości, przełożeń i przenoszonych mocy.

W zależności od wzajemnego usytuowania osi oraz kształtu kół rozróżnia się:

2 — Prickladnk zębnic