Зубчасте колесо - незамінна деталь машини

Передача або перетворення руху в різних механізмах і приладах здійснюється за допомогою зубчастих або черв`ячних передач. Це найпоширеніший спосіб в сучасному машинобудуванні та проектуванні різних приладів.

Основним елементом черв`ячної або зубчастої передачі є зубчасте колесо. Більш просту і економічно виправдану альтернативу такому конструкторському винаходу сучасні інженери поки не знайшли. Перетворювачі руху, в яких задіяно зубчасте колесо, надійні і довговічні в експлуатації, компактні і мають високий коефіцієнт корисної дії. Цей вид передачі може передавати значні потужності при всій його простоті у використанні.

Проте виготовлення зубчастих коліс вимагає високої точності. При неправильних розрахунках і помилки в проектуванні або при неправильному монтажі цих деталей експлуатація призводить до швидкого зносу і поломок устаткування, появі зайвого шуму і руйнуючим вібрацій.

У сучасних приладах та машинобудуванні в якості основного матеріалу для виробництва деталей зазвичай використовують різні види поліпшених, спеціально оброблених сталей, які давно зарекомендували себе як довговічний, зносостійкий матеріал. Однак передові технології західних і вітчизняних виробників дозволяють замінювати металеві сплави більш легкими пластмасами і композитами.

Зубчасте колесо, у виготовленні якого використовувався текстоліт, поліуретан, капрон або древеснослоїстих пластик, полегшить конструкцію, дозволить уникнути вібрації або додаткового шуму і гуркоту. У механізмах, де не потрібна передача великих навантажень, пластик буде більш надійний і довговічний. Застосування зубчастих коліс з цих матеріалів обійдеться значно дешевше. А відмінні антикорозійні властивості продовжать термін експлуатації деталі.

Класифікація цих елементів проводиться в залежності від розташування їх осей, способу зачеплення, конструктивного оформлення і форми профілю. Розрізняють прямозубі, косозубі і шевронні колеса, із зовнішнім або внутрішнім зачепленням, конічні, циліндричні, черв`ячні і гвинтові передачі.

Кожне зубчасте колесо механізму може обертатися як в одному, так і в протилежному напрямку, перетворювати обертання валу в поступальний рух за допомогою рейкової передачі. Вибір і розрахунок тієї чи іншої деталі здійснюється в залежності від призначення, технічних характеристик і видів передачі руху.

Для точного проектування зубчастого колеса необхідно провести математичні розрахунки за певними формулами, з використанням інформації з нормативної документації та довідників для машинобудування. До основних параметрів деталі, необхідним для проектування відносяться число зубів, діаметр колеса за зовнішніми виступів і западин, ділильний діаметр колеса, висота зуба, яка складається з висоти головки і ніжки зуба, і крок зачеплення.

При виборі матеріалу для зубчастого колеса розраховують міцність на вигин в небезпечних перетинах біля основи і в полюсі зачеплення зубів.