Прошлое и настоящее Шестерни объяснено в одной статье
Прошлое и настоящее Шестерни в одной статье
Еще в 350 году до нашей эры известный греческий философ Аристотель задокументировал информацию о шестернях в своих трудах. Около 250 г. до н.э. математик Архимед в своих работах объяснил использование турбинной червячной передачи в подъемной машине. Остатки механизмов, относящихся к древним временам, сохранились в руинах водяных часов Ктесибос на территории современного Ирака.
Зубчатые колеса также имеют долгую историю в Китае: записи указывают на их использование еще в 400-200 годах до нашей эры. Бронзовые шестерни, обнаруженные в Шаньси, Китай, относящиеся к тому периоду, представляют собой самые старые известные механизмы. Направляющая колесница, обнаруженная в древних китайских артефактах, отражает основной механизм механического устройства, основанный на зубчатых системах, демонстрируя достижения древней науки и техники. Во времена итальянского Возрождения в конце 15 века эрудит Леонардо да Винчи оставил неизгладимый след не только в культурном искусстве, но и в истории зубчатых технологий. Спустя более 500 лет шестерни все еще сохраняют прототипы, нарисованные в ту эпоху. Лишь в конце 17 века люди начали изучать правильный профиль зубов для передачи движения. После промышленной революции XVIII века зубчатая передача получила все большее распространение в Европе. Сначала разработка была сосредоточена на эвольвентных передачах, а затем на косозубых передачах. К началу 20 века косозубые передачи завоевали доминирование в практическом применении. Последующие разработки включали винтовые, дугообразные, конические и спиральные шестерни.
Современная технология зубчатых передач достигла выдающихся характеристик: размеры зубчатых модулей от 0,004 до 100 миллиметров, диаметр шестерен от 1 миллиметра до 150 метров, мощность передачи до 100 000 киловатт, скорость вращения до 100 000 оборотов в минуту и максимальная окружная скорость, достигающая 300 метров. в секунду.
Во всем мире устройства передачи мощности развиваются в сторону миниатюризации, высокоскоростной работы и стандартизации. Некоторые особенности конструкции зубчатых передач включают применение специальных зубчатых передач, разработку планетарных зубчатых передач и исследование механизмов зубчатых передач с низким уровнем вибрации и шума.
Зубчатые передачи бывают различных типов, которые обычно классифицируются в зависимости от ориентации осей шестерен. Их обычно делят на три типа: шестерни с параллельными осями, шестерни с пересекающимися осями и шестерни с непересекающимися осями.
Шестерни с параллельными осями: в эту категорию входят прямозубые, косозубые, внутренние шестерни, рейки и косозубые рейки.
Шестерни с пересекающимися осями: примеры включают прямоконические шестерни, спирально-конические шестерни и конические шестерни с нулевым углом наклона.
Зубчатые передачи с непересекающимися осями: в эту категорию входят косозубые передачи с непересекающимися осями, червячные передачи и квазигипоидные передачи. КПД, указанный в таблице выше, представляет собой КПД трансмиссии без учета потерь, например, из-за подшипников и смазки. Зубчатые передачи в парах шестерен с параллельными и пересекающимися осями обычно включают в себя качение с минимальным относительным скольжением, что приводит к высокому КПД. Напротив, шестерни с непересекающимися осями, такие как косозубые передачи с непересекающимися осями и червячные передачи, полагаются на относительное скольжение для достижения передачи мощности, что приводит к значительному влиянию на эффективность, вызывая снижение по сравнению с другими передачами. КПД передачи относится к эффективности трансмиссии при нормальных условиях сборки. При неправильной установке, особенно в случаях неправильных расстояний в узлах конических шестерен, приводящих к ошибкам в точке пересечения конических передач, эффективность может существенно снизиться.
