Perché l'attrezzatura? Perché un ingranaggio si chiama ingranaggio? Quanti denti ha l'ingranaggio? Linea longitudinale del dente

Molto spesso nella vita quotidiana dei meccanici esperti si possono sentire frasi riguardanti varie parti: le loro funzioni, capacità, prezzo e prestazioni. Una di queste parti è l'ingranaggio. A cosa serve questa parte? Che cos'è e in base a quale principio funziona? Scopriamolo.

Descrizione e tipologie di ingranaggi

Un ingranaggio è una ruota (disco) con denti (in altre parole - ingranaggio(ZK)), che è fissato all'asse rotante. Può avere superficie conica o cilindrica.
Le trasmissioni ad ingranaggi si dividono (a seconda della linea dei denti) nelle seguenti tipologie:

Denti dritti. Questi sono i più utilizzati tra tutti i tipi di riduttori, in cui i denti si trovano su piani radiali.

Smussato (elicoidale), utilizzato negli utensili elettrici e a benzina (seghetti alternativi, seghetti...). In queste parti, i denti si trovano ad angolo rispetto all'asse di rotazione.

Verme (spirale) utilizzato per sterzare un'auto.

Quelle a vite sono di forma cilindrica, i denti si trovano lungo la linea della vite. Utilizzato su alberi posizionati perpendicolari tra loro.

Con denti circolari, che hanno una linea circolare di raggio, per cui il contatto di trasmissione viene effettuato solo in un punto (sulla linea di innesto), situato parallelo agli assi della corona dentata.

Attrezzato internamente, in cui i “denti” sono tagliati all'interno. Sono utilizzati negli azionamenti delle torrette dei serbatoi, nei meccanismi planetari, nelle pompe...

I settori fanno parte dell'attrezzatura vari tipi, che consente di risparmiare notevolmente le dimensioni. Viene utilizzato nelle trasmissioni dove non è richiesta la rotazione del cambio.

Esistono molti altri tipi di queste parti, ognuna delle quali può svolgere una funzione specifica.

Ambito di applicazione e principio di funzionamento

Il cambio è considerato una delle parti più importanti utilizzate nei meccanismi di ingranaggi, sia complessi che semplici. Sono utilizzati nell'ingegneria meccanica, nell'industria alimentare e mineraria, nella costruzione navale, nelle gru, nei riduttori, negli argani, nei serbatoi, nelle piattaforme di perforazione...

Le ruote dentate vengono utilizzate in coppia e funzionano con l'aiuto dei denti, aggrappandosi a quelli adiacenti, grazie ai quali viene eseguita la funzione principale del cambio: trasmettere i movimenti di rotazione tra gli alberi.

Ogni ingranaggio ha il proprio numero di denti. La differenza nel numero di denti dell'ingranaggio è necessaria per poter convertire il numero di giri dell'albero e la coppia, ovvero per trasmettere o modificare la CM dal riduttore principale a quello condotto. L'ingranaggio conduttore è l'ingranaggio a cui viene fornita la coppia dall'esterno e l'ingranaggio condotto è quello da cui viene rimossa.

Inoltre, quando il diametro della parte condotta è inferiore a quello della parte condotta, la CM aumenta proporzionalmente alla diminuzione della velocità di rotazione, e nel caso opposto (il diametro della parte condotta è inferiore a quella condotta), viceversa. Inoltre, è necessario sapere che la scorrevolezza della trasmissione dipende dal numero di denti dell'ingranaggio ( più denti– scorrevolezza e viceversa).

L'usura dell'ingranaggio (scheggiatura dei denti) comporta la necessità di sostituirlo, poiché il pezzo non è riparabile.

Superfici che ingranano con i denti di un altro ingranaggio. Nell'ingegneria meccanica è consuetudine chiamare un piccolo ingranaggio conduttore, indipendentemente dal numero di denti ingranaggio, e quella grande condotta è una ruota. Tuttavia, tutti gli ingranaggi sono spesso chiamati ingranaggi.

Gli ingranaggi vengono solitamente utilizzati in coppia con un numero diverso di denti per convertire la coppia e la velocità dell'albero di uscita. La ruota a cui viene fornita la coppia dall'esterno è chiamata ruota motrice, mentre la ruota da cui viene rimossa la coppia è chiamata ruota condotta. Se il diametro della ruota motrice è inferiore, la coppia della ruota condotta aumenta a causa di una diminuzione proporzionale della velocità di rotazione e viceversa.

Va notato che un treno di ingranaggi non è un amplificatore di potenza meccanico, poiché la quantità totale di energia meccanica in uscita non può superare la quantità di energia in ingresso. Ciò è dovuto al fatto che lavoro meccanico V in questo caso sarà proporzionale al prodotto coppia SU velocità di rotazione. Secondo Rapporto di cambio, un aumento della coppia provocherà una proporzionale diminuzione della velocità angolare di rotazione dell'ingranaggio condotto e il loro prodotto rimarrà invariato. Questa relazione è valida per il caso ideale, che non tiene conto delle perdite per attrito e di altri effetti caratteristici dei dispositivi reali.

Profilo del dente trasversale

Movimento del punto di contatto dei denti con il profilo evolvente

La forma laterale del profilo dei denti della ruota per garantire un rotolamento regolare può essere: evolvere, non evento Il trasferimento di Novikov(con una e due linee di ingaggio), cicloidale. Inoltre, dentro meccanismi a cricchetto Vengono utilizzati ingranaggi con profilo dei denti asimmetrico.

Linea longitudinale del dente

Ruote dentate

Lavorare cilindrico trasmissione ad ingranaggi

Gli ingranaggi cilindrici sono il tipo più comune di ingranaggi. I denti sono una continuazione dei raggi e la linea di contatto dei denti di entrambi gli ingranaggi è parallela all'asse di rotazione. In questo caso, anche gli assi di entrambi gli ingranaggi devono essere posizionati rigorosamente paralleli.

Ruote elicoidali

Gli ingranaggi elicoidali sono una versione migliorata degli ingranaggi cilindrici. I loro denti si trovano ad angolo rispetto all'asse di rotazione e la loro forma fa parte di una spirale. L'innesto di tali ruote avviene in modo più fluido rispetto ai denti dritti e con meno rumore.

• Quando funziona un ingranaggio elicoidale, si verifica un momento meccanico diretto lungo l'asse, che richiede l'uso di cuscinetti reggispinta per installare l'albero. cuscinetti ;
• Un aumento dell'area di attrito dei denti (che provoca ulteriori perdite di potenza dovute al riscaldamento), compensato dall'uso di lubrificanti speciali.

In generale, gli ingranaggi elicoidali vengono utilizzati in meccanismi che richiedono la trasmissione di una coppia elevata ad alta velocità o avere rigide restrizioni sul rumore.

Ruote con denti circolari

Gli ingranaggi basati su ruote con denti circolari hanno prestazioni di guida ancora più elevate rispetto agli ingranaggi elicoidali: elevata scorrevolezza e funzionamento silenzioso. Tuttavia, hanno un’applicazione limitata a causa della ridotta efficienza e durata, a parità di condizioni; tali ruote sono notevolmente più difficili da produrre. La loro linea di denti è un cerchio di raggio, selezionato per determinati requisiti.

Ruote doppie elicoidali (chevron)

Le doppie ruote elicoidali risolvono il problema del momento assiale. La dentatura di tali ruote è realizzata a forma di lettera “V” (oppure è ottenuta unendo due ruote elicoidali a denti contrapposti). I momenti assiali di entrambe le metà di tale ruota sono reciprocamente compensati, quindi non è necessario installare assi e alberi in cuscinetti speciali. Le trasmissioni basate su tali ingranaggi sono solitamente chiamate "chevron".

Ruote coniche dentate

Ruote coniche nell'azionamento della porta della diga

Oltre ai più comuni ingranaggi cilindrici vengono utilizzate ruote coniche. Le ruote coniche vengono utilizzate laddove è necessario trasmettere la coppia con un determinato angolo. Tali ruote coniche con dente circolare vengono utilizzate, ad esempio, nelle automobili differenziali, utilizzato per trasmettere la coppia dal motore alle ruote.

Ruote di settore

Ingranaggio a settore con ingranaggio interno

Una ruota a settori fa parte di qualsiasi tipo di ruota normale. Tali ruote vengono utilizzate nei casi in cui non è richiesta la rotazione a 360° del meccanismo e quindi si può risparmiare sugli ingombri.

Ingranaggi interni

Con rigide restrizioni sulle dimensioni, nei meccanismi planetari, nelle pompe a ingranaggi interni, nelle trasmissioni a torre cisterna, è conveniente utilizzare ruote con corona dentata tagliata con dentro. Vale anche la pena notare che la rotazione delle ruote motrici e motrici è diretta nella stessa direzione. In un programma del genere meno perdite per attrito, cioè maggiore efficienza.

Trasmissione a pignone e cremagliera

Letteratura

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Fondazione Wikimedia. 2010.

Wikipedia dice che viene anche chiamata questa parte dei meccanismi ingranaggio O ingranaggio. La parola ingranaggio contiene la parola sei, che significa il numero 6. Si dice che sei sia perché una ruota dentata ha bisogno di almeno sei denti per funzionare correttamente. Se si fa di meno, il movimento sarà intermittente, anche se alle alte velocità probabilmente non si nota. Ma hanno inventato l'attrezzatura quando in realtà non esistevano meccanismi ad alta velocità, quindi, a quanto pare, gli scienziati hanno scelto il numero 6 come minimo per soddisfare la qualità richiesta.

Partiamo dal fatto che, a mio avviso, nei dizionari non esiste una definizione chiara di attrezzatura.

Un ingranaggio, o pignone, è un ingranaggio che trasmette il movimento. Questo è approssimativamente il modo in cui viene spiegato il significato di questa parola nel dizionario di D. N. Ushakov.

La parola GEAR è interpretata allo stesso modo nel dizionario di Efremova.

Dizionario di Ozhegov voce del dizionario GEAR, come il dizionario di Ushakov, si riferisce al 2° omonimo INGRANAGGIO e data la seguente definizione: una piccola ruota in una trasmissione a ingranaggi.



Nel dizionario Ushakov la parola ha il segno tech. tecnico, cioè indica che appartiene al vocabolario professionale; i dizionari Efremov e Ozhegov non riportano alcuna segnalazione.

Nel Grande Dizionario Esplicativo, la parola rotazionale viene aggiunta al significato (non solo movimento, ma movimento rotatorio) e non ci sono nemmeno segni speciali, il che, mi sembra, non è corretto, poiché anche se la parola si riferisce al vocabolario professionale è abbastanza comune perché la maggior parte della popolazione ha almeno un'istruzione secondaria, non cesserà di essere professionale.

Anche il ricorso a enciclopedie e dizionari di vocabolario professionale non ha portato molta chiarezza su ciò che è considerato un ingranaggio (ingranaggio): un ingranaggio in generale o solo una piccola ruota in una trasmissione a ingranaggi, poiché TSB afferma che GEAR (questo termine è più comunemente usato di GEAR) è una ruota più piccola in una coppia di ruote dentate accoppiate e, secondo il Dizionario nautico, GEAR è un ingranaggio di guida. Sebbene sia il dizionario marittimo a dire che GEAR (GEAR) è spesso chiamato qualsiasi attrezzo.



Mi fermo qui: UN INGRANAGGIO (GEAR) è un ingranaggio qualsiasi. Penso che per una persona meno esperta tecnicamente come me, questo significato sia sufficiente, e lascia che gli esperti capiscano da soli quale delle ruote dentate si chiama ingranaggio e quale no, soprattutto perché anche un'altra enciclopedia GEAR (GEAR) chiama no solo una piccola ruota.



Poiché le parole possono essere interpretate utilizzando i sinonimi, ho consultato anche il dizionario dei sinonimi. È vero, dovevo scegliere qui, perché sinonimi per due parole diverse GEAR sono misti. Quindi sinonimi del termine tecnico sono le parole STELLA, INGRANAGGIO, RUOTA. L'ultima parola, ovviamente, può essere definita solo un sinonimo contestuale.

L'origine della parola GEAR è generalmente chiara: è un suffisso del sostantivo GEAR, quindi i dizionari etimologici evitano questa parola, ma il dizionario Shansky spiega l'origine della parola GEAR come segue: la parola è originariamente russa, è una formazione suffisso della cifra SIX, che a sua volta è formata dalla cifra SIX. E questo dispositivo tecnico si chiama INGRANAGGIO, e il suo derivato è GEX (e non CINQUE E altre formazioni da altri numeri) per il fatto che il numero di assi che collegano due cerchi è esattamente sei.

Una ruota dentata o un ingranaggio è la parte più importante utilizzata nei meccanismi di trasmissione degli ingranaggi e svolge la funzione principale di trasmettere il movimento rotatorio tra gli alberi mediante l'impegno con i denti di un ingranaggio adiacente. Un ingranaggio si presenta come un disco con una superficie conica o cilindrica su cui si trovano i denti a distanze uguali. Negli ingranaggi, un pignone è un piccolo ingranaggio con una piccola quantità denti, e quello grande è una ruota dentata. Quando viene utilizzata una coppia di ingranaggi con lo stesso numero di denti, quello conduttore è chiamato pignone e quello condotto è chiamato ingranaggio. Ma molto spesso tutti gli ingranaggi, sia piccoli che grandi, sono chiamati ingranaggi (ingranaggi).

È comune utilizzare gli ingranaggi in coppia con importi variabili denti, questo meccanismo ad ingranaggi consente di convertire il numero di giri degli alberi e la coppia. Il rapporto di trasmissione è il rapporto tra il numero di giri degli alberi al minuto, determinato dal rapporto tra i diametri degli ingranaggi o il rapporto tra i numeri di denti. A proposito, il numero di denti sulle ruote influisce sulla scorrevolezza della trasmissione; maggiore è il numero, più fluida sarà la trasmissione. L'ingranaggio conduttore è quello la cui rotazione viene trasmessa dall'esterno e l'ingranaggio condotto è l'ingranaggio da cui viene rimossa la coppia. Se il diametro dell'ingranaggio conduttore è maggiore, la coppia dell'ingranaggio condotto viene ridotta a causa di un aumento proporzionale della velocità di rotazione e viceversa.

Invenzione dell'ingranaggio

Non si conosce l'inventore dell'ingranaggio, nella storia degli ingranaggi è menzionato da Ctesibio; utilizzò un'antica ruota dentata nel suo orologio ad acqua nel II secolo a.C., e menziona nel suo saggio anche l'uso degli ingranaggi da parte di Archimede nell'era III secolo a.C. Ci sono prove dell'uso di ingranaggi da parte dei romani nei primi tempi nuova era. Nelle opere di Leonardo da Vinci, nei disegni di alcuni meccanismi sono presenti ingranaggi con una forma dei denti vicina a quella moderna.

Applicazioni per ingranaggi

Gli ingranaggi sono utilizzati in vari, complessi e meccanismi semplici nell'ingegneria meccanica, nella costruzione navale, nell'industria alimentare e mineraria, nonché negli impianti di perforazione, vagoni ferroviari, gru, differenziali automobilistici, cambi, serbatoi, argani, macchine idrauliche a ingranaggi - pompe, orologi e altri meccanismi.