Rodzaje kół zębatych

Koła zębate to jedne z ważniejszych elementów układów mechanicznych. Stosuje się je w celu przenoszenia napędu, a także używa, aby dopasować charakterystykę ruchu obrotowego do potrzeb wynikających z funkcji konkretnego elementu. Montowane są w jednostkach napędowych, przekładniach oraz mechanizmach służących do pozycjonowania oraz przemieszczania poszczególnych podzespołów, a ponadto do synchronizowania ruchu albo – w połączeniu z zębatkami do zmiany go na liniowy. Koła zębate są również niezbędne do zmiany płaszczyzny, w której odbywa się ruch obrotowy. Przekonajmy się, według jakich parametrów można podzielić koła zębate na konkretne rodzaje.

Na jakiej zasadzie działają koła zębate?

Koła zębate mogą przenosić ruch obrotowy dzięki naciskowi, jaki wywierają powierzchnie zębów koła napędowego, na powierzchnię zębów koła napędzanego. Efektem ubocznym tego procesu jest powstawanie tarcia, które powoduje zużycie ścierne materiału i przyczynia się do pewnych strat energii. Współpraca kół jest możliwa za sprawą odpowiedniego luzu międzyzębowego. Parametry przenoszenie ruchu zależą od wzajemnego stosunku średnic współpracujących kół.

Jakie są podstawowe typy kół zębatych?

Najbardziej rozpowszechnionym rodzajem kół zębatych są koła walcowe, a więc takie, gdzie uzębienie znajduje się na powierzchni koła i jest ustawione równolegle do osi jego obrotu. Inną opcją są koła stożkowe, w których zęby znajdują się na powierzchni stożka ze środkiem pokrywającym się z osią obrotu koła – w takim przypadku linia zębów jest ustawiona pod kątem w stosunku do płaszczyzny obrotu. Uzębienie koła może też znajdować się w płaszczyźnie równoległej do osi obrotu – mamy wówczas do czynienia z kołem płaskim. Zęby mogą mieć również różną linię – najprostszy przypadek to zęby proste, ułożone prostopadle do osi obrotu. Zęby śrubowe są ustawione pod pewnym kątem. W kołach z zębami daszkowymi linia zębów schodzi się ze sobą w środku koła, natomiast zęby łukowe mają postać krzywej. Różnice dotyczą też kształtu samych zębów, które coraz częściej odbiegają od podstawowych, a więc liniowych i kołowych. Dziś stosuje się na ogół uzębienie ewolwentowe, choć używane są też starsze zarysy np. hipocykloidalne.