Перегляд вихідного коду сторінки Зубчасте колесо

{{unibox}}[[Файл:gears_large.jpg|thumb|200px|Зубчасті колеса]]
{{перенаправлено|Шестірня}}
{{перенаправлено|Шестерня|Упряж|про запряг шістьма кіньми див.}}
'''Зу́бчасте ко́лесо''' ('''триб''',<ref>{{СУМ-11|Триб}}</ref> '''шестірня́'''<ref name="СУМ">{{СУМ-11|Шестірня}}</ref>, [[розмовний стиль мовлення|розм.]] '''шестерня́'''<ref name="СУМ2">{{СУМ-11|Шестерня}}</ref>, '''коліща́'''<ref>{{СУМ-20|Коліща}}</ref>)&nbsp;— основна деталь [[зубчаста передача|зубчастої передачі]] у вигляді диска з [[зуб (техніка)|зубами]] на [[циліндрична поверхня|циліндричній]] або [[конічна поверхня|конічній]] поверхні, що входять в зачеплення із зубами іншого зубчастого елемента і призначена для передавання руху до цього зубчастого елемента або отримання руху від нього<ref name=DSTUISO1122 />.

== Термін ==
[[Файл:Papenburg - Fahnenweg - Bockwindmühle in (dmt) 03 ies.jpg|thumb|200px|Цівкове колесо («шестерня») [[вітряк]]а.]]
У [[Словарь української мови|Словарі української мови]] Б.&nbsp;Д.&nbsp;Грінченка словом ''шестерня́'' називається цівкове колесо, що використовувалося в особливому типі зубчастої передачі&nbsp;— [[цівкова передача|цівковій]]. З первісним виглядом такої шестірні пов'язана і її назва в [[східнослов'янські мови|східнослов'янських мовах]]: вона складалася з двох співвісних дисків, з'єднаних шістьма стрижнями-цівами<ref>{{Грінченко|Шестерня|65714-shesternja.html#show_point}}</ref><ref>{{ЕСУМ6}}</ref>. Велике колесо з кулачками по колу («пальцями», «пальками»), що приводило в рух шестерню, називалося ''палечним''<ref name="Грінченко">{{Грінченко|Колесо|23612-koleso.html#show_point}}</ref> (зараз частіше називається [[корончасте колесо|корончастим]]). Словом ''триб, трибок'' (через {{lang-pl|tryb}} від {{lang-de|Trieb}})<ref>{{ЕСУМ5}}</ref> первісно називався елемент [[ткацький верстат#Ручний ткацький верстат|ручного ткацького верстата]]&nbsp;— споряджене [[храповий механізм|заскочкою]] зубчасте коліщатко в місці проходу [[навій|навою]] через раму<ref>{{Грінченко|Триб|59243-tryb.html#show_point}}</ref>. «Словник технічної термінології» під редакцією І. Шелудька і [[Садовський Тодось|Т. Садовського]] 1928 року залишив цей термін для відповідника рос. ''шестерня'', у той час як російський термін ''шестеренка'' він перекладав словом ''трибок''<ref>{{книга|автор= |частина= Шероховатый&nbsp;— Шип косой|посилання частина= http://eudusa.org/NTShOnline/Book11.pdf|заголовок= Словник технічної термінології (загальний)|оригінал= |посилання= |відповідальний= за редакцією І. Шелудька і [[Садовський Тодось|Т. Садовського]]|видання= |місце= {{К.}}|видавництво= Державне видавництво України|рік= 1928|volume= |pages= |allpages= |серія= |isbn= |тираж=|ref =}}</ref>. У [[Словник української мови в 11 томах|СУМ-11]] ''шестерня'' подане як розмовний варіант<ref name="СУМ2"/>, офіційними термінами є ''шестірня''<ref name="СУМ"/> і ''зубчасте колесо''.

Мале привідне зубчасте колесо, незалежно від числа зубів у машинобудуванні заведено називати ''шестірнею'', а велике ведене&nbsp;— ''колесом''<ref name=DSTUISO1122>ДСТУ ISO 1122-1:2006 Передачі зубчасті. Словник термінів. Частина 1. Визначення, що стосуються геометрії (ISO 1122-1:1998, IDT)</ref>. Проте часто усі зубчасті колеса називають шестірнями.

== Загальний опис ==
Зубчасті колеса зазвичай використовуються парами з різним числом зубів з метою конвертування обертового моменту і швидкості обертання валу на виході. Колесо, до якого обертовий момент підводиться, називається ''приводним (ведучим)'', а колесо, з якого момент знімається,&nbsp;— ''веденим''<ref name=DSTUISO1122 />. Якщо діаметр ведучого колеса менший за діаметр веденого, то обертовий момент веденого колеса стане більшим при одночасному пропорційному зменшенні швидкості його обертання, і навпаки. Відповідно до [[передавальне відношення|передавального відношення]], збільшення обертового моменту викликатиме пропорційне зменшення кутової швидкості обертання веденої шестірні, а їх добуток&nbsp;— [[потужність|механічна потужність]]&nbsp;— залишиться незмінним. Це співвідношення справедливе для ідеального випадку, в якому не враховуються втрати на тертя та інші ефекти, характерні для реальних пристроїв.

== Циліндричні зубчасті колеса ==
[[Файл:terms involute gears.PNG|right|360 px|thumb|Параметри зубчатого колеса]]

=== Поперечний профіль зуба ===
Профіль зубів коліс як правило має [[евольвентне зачеплення|евольвентну бічну форму]]. Проте, існують передачі з коловою формою профілю зубів ([[передача Новікова]] з однією і двома лініями зачеплення) і з [[циклоїда|циклоїдною]]. Крім того, в [[Храповий механізм|храпових механізмах]] використовуються колеса з несиметричним профілем зуба.

Параметри евольвентного зубчатого колеса:
* '''m'''&nbsp;— модуль колеса&nbsp;— є [[стандартизація|стандартизований]]<ref>ДСТУ ISO 54-2001 Передачі зубчасті циліндричні для загального і важкого машинобудування. Модулі (ISO 54:1996, IDT) [Текст] / наук. керівник В. Фей [та ін.].&nbsp;— Офіц. вид.&nbsp;— Чинний від 01.01.2003.&nbsp;— К. : Держстандарт України, 2002.&nbsp;— ІІІ, 2 с.&nbsp;— (Національний стандарт України)</ref><ref>ГОСТ 9563-60 Основные нормы взаимозаменяемости. Колеса зубчатые. Модули.</ref> найголовніший параметр. Визначається з розрахунку на міцність зубчатих передач. Має, також, враховувати умови експлуатації (наприклад абразивність довкілля, тип мащення і т. ін.).&nbsp;— Чим більш навантажена передача, тим вищим вибирається значення модуля. А далі через нього визначається решта всіх параметрів. Модуль вимірюється в [[міліметр]]ах і обчислюється за формулою:
:: <math>\mathbf{m=\frac{d}{z}=\frac{p}{\pi}}</math>
* '''z'''&nbsp;— число зубів колеса
* '''p'''&nbsp;— крок зубів по ділильному колу (позначений фіолетовим кольором)
* '''d'''&nbsp;— діаметр ділильного кола (позначений жовтим кольором)
* '''d<sub>a</sub>'''&nbsp;— діаметр кола вершин темного колеса (позначений червоним кольором)
* '''d<sub>b</sub>'''&nbsp;— діаметр основного кола&nbsp;— евольвенти (позначений зеленим кольором)
* '''d<sub>f</sub>'''&nbsp;— діаметр кола западин темного колеса (позначений синім кольором)
* '''h<sub>ap</sub>+h<sub>fp</sub>'''&nbsp;— висота зуба темного колеса, '''x+h<sub>ap</sub>+h<sub>fp</sub>'''&nbsp;— висота зуба світлого колеса
* '''х'''&nbsp;— зміщення інструменту при виготовленні колеса з метою коригування зачеплення (допустимі значення&nbsp;— до +/- '''0,25m''')

[[Файл:Колесо зубчасте 2.png|міні|246x246пкс|Кресленик колеса зубчастого у машинобудуванні, зразок виконання.]]

=== Поздовжня лінія зуба ===
[[Файл:anim engrenages droits.gif|100 px|left|thumb|Прямозубі колеса]]

==== Прямозубі колеса ====

Це&nbsp;— найпоширеніший вид зубчатих коліс. Зуби у них розміщені радіально, а лінія контакту зубів у зачепленні пари коліс паралельна до їхніх осей обертання, при цьому осі обох коліс мають розташовуватися у просторі також паралельно. Прямозубі зубчасті колеса мають найменшу вартість, проте обертовий момент, який вони можуть передавати, нижчий, порівняно з моментом, який можуть передавати косозубі і шевронні колеса таких самих габаритних розмірів.
[[Файл:anim engrenages helicoidaux.gif|100 px|left|thumb|Косозубі колеса]]

==== Косозубі колеса ====
Косозубі колеса є вдосконаленим варіантом прямозубих. Їх зуби розташовуються під кутом до осі обертання, а формою утворюють частину спіралі. Зачеплення таких коліс відбувається більш плавно, ніж у прямозубих, а також із меншим шумом.

Недоліками косозубих коліс можна вважати наступне:
* При роботі у зачепленні косозубих коліс виникає механічна сила, направлена уздовж осей, що викликає необхідність застосування в опорах валів радіально-упорних [[підшипник]]ів, замість радіальних у випадках використання прямозубих, або шевронних коліс;
* Збільшення площі тертя зубів, що викликає додаткові втрати потужності на нагрів. (Може нівелюватись застосуванням спеціальних мастил).
[[Файл:engrenages - 85.488 -.jpg|120 px|right|thumb|Шевронні колеса]]
В цілому, косозубі колеса застосовуються в механізмах, що вимагають передачі великого крутного моменту, високих швидкостей, або що мають жорсткі обмеження за шумом.

==== Шевронні колеса ====
Винайдені [[Андре Сітроен]]ом. Шевронні колеса розв'язують проблему компенсації осьової сили. Зуби таких коліс виготовляються у вигляді букви «V» (або вони отримуються стикуванням двох косозубих коліс із зустрічним розташуванням зубів). Осьові сили обох половин такого колеса взаємно компенсуються, тому відпадає необхідність у встановленні валів на упорні підшипники. При цьому передача є самовстановлюваною в осьовому напрямі, унаслідок чого в [[редуктор]]ах з шевронними колесами один з валів встановлюють на пливучих опорах (як правило&nbsp;— на підшипниках з короткими циліндричними роликами). Передачі із застосуванням таких зубчатих коліс, зазвичай називають «шевронними».

=== Зубчасті колеса з внутрішнім зачепленням ===
При жорстких обмеженнях на габарити, наприклад в планетарних механізмах, в [[Шестеренна гідромашина|шестеренній гідромашині]] з внутрішнім зачепленням, в приводі башти [[танк]]а, застосовують колеса із зубчатим вінцем, нарізаним з внутрішньої сторони. Обертання ведучого і веденого колеса здійснюється в один бік. У такій передачі втрати на тертя менші.

=== Секторні колеса ===
Секторним колесом є частина звичайного колеса будь-якого типу. Такі колеса застосовуються в тих випадках, коли обертання в механізмі здійснюється не на повний оберт. Тому можна заощадити на його габаритах.

=== Колеса з коловими зубами ===
Передача на основі коліс з коловими зубами ([[Передача Новікова]]) має ще вищі ходові якості, ніж косозубі&nbsp;— високу здатність навантаження зачеплення, високу плавність і безшумність роботи. Проте вони обмежені в застосуванні через понижені, за тих же умов, ККД і ресурс роботи. Такі колеса суттєво складніші у виготовленні. Лінія зубів у них є колом радіусу, що підбирається під певні вимоги. Контакт поверхонь зубів відбувається в одній точці на лінії зачеплення, розташованій паралельно осям коліс.

== Конічні зубчасті колеса ==
[[Файл:Bristol MMB «76 Netham Weir.jpg|thumb|140px|Конічні зубчасті колеса в приводі засувки дамби]]
У багатьох машинах здійснення необхідних рухів механізму пов'язане з необхідністю передати обертання з одного валу на інший за умови, що осі цих валів перетинаються. У таких випадках застосовують конічну зубчасту передачу. Розрізняють види конічних коліс, що відрізняються формою ліній зубів: з прямими, тангенціальними, круговими і криволінійними зубами. Конічні колеса з прямим зубом, наприклад, застосовуються в автомобільних [[диференціал (механіка)|диференціалах]] для передачі моменту від двигуна до коліс.
{{clear}}

== Корончасті колеса ==
[[Файл:Kronrad2.jpg|left|thumb|120px|[[Цівкова передача]]]]
{{основна стаття|Корончасте колесо}}
[[Файл:Crown gear.png|right|thumb|100px|Корончаста шестерня]]
Корончасте колесо&nbsp;— особливий вид коліс, зуби яких розташовуються на бічній поверхні. Таке колесо зазвичай стикується із звичайним прямозубим, або з барабаном зі стрижнів (цівкове колесо), як в баштовому годиннику. На українських [[млин]]ах корончасте колесо називалося «палечним» («палешним»)<ref name="Грінченко"/>, а зуби на ньому&nbsp;— «пальками» чи «пальцями»<ref>{{Грінченко|Палець|36474-palec.html#show_point}}</ref><ref>{{Грінченко|Пальок|36513-palok.html#show_point}}</ref>.
{{clear}}

== Рейкова передача ([[кремальєра]]) ==
[[Файл:Rack and pinion animation.gif|міні|Кремальєра]]
[[Рейкова передача]] використовується в тих випадках, коли потрібно перетворити обертальний рух на поступальний і навпаки. Складається зі звичайної прямозубої шестерні і рейки, на якій також нарізані зуби. Фактично, рейка може розглядатися як зубчате колесо нескінченного радіуса. Також цей принцип використовується на [[Зубчаста залізниця|зубчастій залізниці]].
{{clear}}

== Некруглі зубчасті колеса ==
[[Файл:Non-circular gear.PNG|міні|Некругле зубчасте колесо]]
Для деяких спеціальних застосувань використовуються некруглі зубчасті колеса. Такі колеса можуть використовуватися там, де є потреба у зміні передатного числа, осциляції осей коліс, та в інших. Такі колеса використовуються у [[Безступенева трансмісія|безступеневій трансмісії]], прядильних машинах, [[кіноапарат]]ах тощо.
{{clear}}

== Див. також ==
* [[Зірочка (техніка)]]
* [[Диференціал (механіка)]]
* [[Кінематичний ланцюг]]
* [[Трансмісія]]

== Примітки ==
{{reflist}}

== Література ==
{{Commons category|Gears}}
# Под ред. Скороходова Е.&nbsp;А.&nbsp;Общетехнический справочник.&nbsp;— М.: Машиностроение, 1982.&nbsp;— С. 416.
# Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С.&nbsp;А.&nbsp;Детали машин.&nbsp;— М.: Издательский центр «Академия», 2004.&nbsp;— С. 416.&nbsp;— ISBN 5-7695-1384-5
# Богданов В. Н., Малежик И. Ф., Верхола А. П. и др. Справочное руководство по черчению.&nbsp;— М.: Машиностроение, 1989.&nbsp;— С. 438—480.&nbsp;— 864 с.&nbsp;— ISBN 5-217-00403-7
# Анурьев В.&nbsp;И.&nbsp;Справочник конструктора-машиностроителя. В трёх томах.&nbsp;— М.: Машиностроение, 2001.&nbsp;— ISBN 5-217-02962-5

{{техніка-доробити}}

{{Бібліоінформація}}

{{Портали|Техніка}}

[[Категорія:Колеса]]
[[Категорія:Передачі]]