О чем говорит модуль зубчатого колеса?
Так называют одну из ключевых деталей зубчатых передач, от правильности подбора которой зависит срок службы узла. Под модуль колеса подбирается вес и габариты реечной зубчатой передачи, что оказывает непосредственное влияние на ее долговечность и эксплуатационные свойства.
Что такое зубчатая передача?
Прежде чем рассказывать о том, как определить модуль колеса, опишем, что такое зубчатая передача.
Под этим термином подразумевают кинематическую схему, обеспечивающую передачу усилия от ведущего элемента ведомому. Наибольшее распространение получило эвольвентное зубчатое зацепление, в котором профили зубьев в сечении состоят из двух кривых, размещенных симметрично.
Существует несколько разновидностей зубчатых передач – конические, цилиндрические, червячные и реечные. Основными их характеристиками является модуль, диаметр и число зубьев зубчатого колеса. Рассчитывая схему передачи, отталкиваются именно от модуля, в соответствии с ним определяют особенности зубчатого колеса, червяков и реек.
Сфера использования зубчатых реек и шестерней
Чаще всего шестерня зубчатая применяется в роботизированных системах, промышленных механизмах и оборудовании с ЧПУ. В частности – в токарных станках, где важна точность преобразования вращательного в поступательное движение с минимальными потерями. Говоря о том, с чем используются зубчатые шестерни, необходимо отметить и такие узлы:
- коробки передач ТС;
- зубчатые колеса в редукторах сельхоз-, садовой и прочей техники;
- главные узлы водного транспорта;
- гусеничная техника;
- подъемные механизмы в кранах, погрузчиках, лебедках;
- часы;
- строительное оборудование (бетономешалки, буровые установки, бетоноукладчики и т.д.);
- бытовая техника (блендеры, кофемолки, мясорубки и пр.);
- офисная техника.
Детали выпускаются из легированной стали, поэтому они выдерживают высокие нагрузки и негативное воздействие умеренных агрессивных сред.
Кратко о модуле зубчатого колеса
Под указанным термином подразумевают соотношение диаметра делительной окружности и количества зубьев. Он представляет собой главный геометрический параметр, указывающий на размеры колеса, а значит, и зубчатой шестерни со ступицей.
Значения модулей регламентированы ГОСТом 9563-60. Чаще всего используются модули размером от 0,5 до 10 мм.
Правильный расчет модуля зубьев зубчатого колеса является обязательным этапом проектирования и создания рабочих механизмов. От него напрямую зависит кинематика передачи и силовые характеристики системы в целом. Корректно подобранный модуль обеспечивает точность зубчатых колес, надежность и эффективность их эксплуатации при любых условиях.
Виды модулей зубчатых колес
Зубчатые колеса представляют собой обязательную составляющую механизмов зубчатого типа, которые, двигаясь по оси, передают крутящий момент парной детали. Принцип действия сводится к тому, что зубья зубчатого колеса поочередно цепляются друг за друга, приводя механизм в действие.
Существуют основной, делительный и начальный модули. В косозубых колесах действует дополнительная градация – осевые, торцевые и нормальные.
Тонкости выбора
Подбирая модуль шестерни, учитывают такие факторы:
- Степень нагрузки на валы.
- Необходимый ресурс.
- Точность работы.
- Размер и вес.
- Оперативность вращения валов.
Чем выше предполагаемая скорость вращения и нагрузка, тем крупнее должен быть модуль. Если существуют строгие весогабаритные ограничения, лучше отдать предпочтение модулю меньшего размера.
Немаловажную роль играет количество зубьев. Минимально допустимое число – 17, в противном случае высок риск подрезания. Если передача конического типа, чаще всего она работает с модулем в 1-8 мм, тогда как для реечных предпочтительны модули от 0,5 до 3 мм.
Как определить модуль зубчатого колеса
Модуль зубьев зубчатого колеса высчитывается по формуле M=De:(z+2).
De – диаметр окружности выступов шестеренки, тогда как Zобозначает количество зубьев. Чтобы определить модуль зуба колеса, необходимо вымерить диаметр всей окружности выступов, а затем разделить полученное значение на количество зубьев и приплюсовать к нему 2. Результатом выполненных расчетов и станет модуль зуба колеса.
