HPIM5164

Przekładnie te są szczególnym przypadkiem przekładni walcowych równoległych, w których średnica jednego z kół równa jest nieskończoności. Przekładnie te służą do zamiany ruchu obrotowego na postępowy i odwrotnie.

W zależności od kształtu linii zębów rozróżnia się kola zębate o zębach prostych (rys. 3.la, d, e, 0, skośnych^ (tys. 3.Ib, g) oraz lukowych (rys. 3.1 h). Przekładnie z kołami o zębach skośnych lub łukowych odznaczają się większą nośnością i cichobieżnością. Ich wadą jest pojawienie się osiowej składowej siły mię-dzyzębnej, która obciąża dodatkowo wał i łożyska. W celu zniwelowania tej niekorzystnej cechy przekładnie walcowe wykonuje się często z kołami strzałkowymi (daszkowymi), pokazanymi na rys. 3. lc. Koła te mają podwójny wieniec o przeciwnych kierunkach nachylenia zębów w obu jego częściach. Dzięki temu zwroty sił osiowych działających na obydwa wieńce są przeciwne, znoszą się wzajemnie i nie przenoszą się na wał.

Istotną cechą kół zębatych jest kształt zarysu zębów. Ze względu na prostotę procesu nacinania zębów i wiele innych zalet wyszczególnionych w p. 3.2.1.4 najczęściej stosowanym zarysem jest zarys ewotwentowy utworzony przez linię zwaną ewolwentą. Oprócz zalet ma on również wadę. Styk zębów na wypukłych powierzchniach ewolwentowych wywołuje niekorzystne, duże naciski w strefie kontaktu, co w połączeniu z poślizgiem występującym wzdłuż zarysu, o zmiennej wartości i zwrocie zgodnym z wektorem prędkości poślizgu wymaga dużych twardości powierzchni roboczych zębów. W związku z tym jest konieczne stosowanie odpowiednich materiałów i obróbki cieplno-chemicznej, zwiększającej koszty wykonania kół zębatych. Ponadto wymagane są odpowiednie ciecze smarujące (oleje) odporne na działanie wysokich ciśnień. Dlatego istnieją próby wprowadzenia innego zarysu, który nie miałby niekorzystnych cech zarysu ewolwentowego. Krokiem w tym kierunku było zaproponowanie w 1926 r. przez Wildhabera i udoskonalenie w 1954 r. przez Nowikowa zarysu kolowotukowego, który umożliwia współpracę wypukłego zarysu głowy zęba jednego koła z wklęsłym zarysem stopy zęba koła drugiego, co ilustruje rys. 3.3. W zazębieniu kół z tym zarysem poślizg został zastąpiony toczeniem się zębów po sobie. Dzięki temu zaistniała możliwość podwyższenia nośności kół zębatych o mniejszych twardościach powierzchni roboczych zębów. Zarys kołowołukowy, zwany także zarysem Wildhabera-Nowikowa. został w b. ZSRR znormalizowany, a przekładnie z kołami o tym zarysie były tam stosowane. m.in. nawet w przekładniach lotniczych.

Należy ponadto wspomnieć, że w niektórych przekładniach, których zasadniczą funkcją jest przeniesienie ruchu, a nie energii (np. w przyrządach pomiarowych i drobnych mechanizmach), stosowane są również inne rodzaje zarysów, przede wszystkim zarys cyktoidalny i jego modyfikacje (np. zarys zegarmistrzowski).

Zgodnie z wymienionym na wstępie kryterium przekładnie zębate można podzielić na przekładnie zwykle, w których wszystkie koła obracają się wokół osi

Używa się również nazwy zęby śrubowe.

RYS. 33.

Zazębienie kołowołukowe Wildhabera-Nowikowa

nieruchomych względem korpusu, oraz na przekładnie, w których przynajmniej jedno koło obraca się wokół osi ruchomej względem korpusu. Przekładnie te noszą nazwę przekładni planetarnych lub obiegowych. Przykład najprostszej przekładni planetarnej jest przedstawiony schematycznie na rys. 3.2i. Zastosowanie ruchomej względem korpusu osi koła zębatego rozszerzyło zakres możliwych rozwiązali konstrukcyjnych o cechach trudno osiągalnych w przekładniach zwykłych.

W zależności od rodzaju ruchu elementów przekładni obiegowych można je podzielić na przekładnie płaskie i przestrzenne. W przekładniach płaskich wszystkie człony przekładni poruszają się ruchem płaskim, tzn. tory wszystkich punktów członów ruchomych są równoległe do jednej płaszczyzny. W przekładniach przestrzennych natomiast tory te są złożonymi liniami przestrzennymi. Przekładnie przestrzenne są często stosowane w konstrukcjach robotów. Przekładniom planetarnym zarówno płaskim, jak i przestrzennym będzie poświęcony punkt 3.9 tego rozdziału.

3.1.2. Zakres zastosowań i współczesne tendencje rozwoju

Współczesny stan techniki, charakteryzujący się dużą różnorodnością maszyn, pojazdów, przyrządów i innych konstrukcji mechanicznych stwarza zapotrzebowanie na urządzenia przekazujące energię mechaniczną wraz ze zmianą jej parametrów (momentu siły i prędkości kątowej). Zakres tych energii jest bardzo szeroki od miliwatów (np. w zegarku) do kilkudziesięciu megawatów (w napędach statków). Funkcje te spełniają zespoły, zwane ogólnie przekładniami mechanicznymi. Spośród przekładni mechanicznych najbardziej rozpowszechnione są przekładnie zębate; stosowane są one zarówno w zegarkach, jak i w układach napędowych statków, śmigłowców lub samolotów. Tak szerokiego zakresu przekazywanej energii nie są w stanie zapewnić żadne inne przekładnie (łańcuchowe, pasowe, cierne).