Шевронна передача: переваги і недоліки

Такий розділ механіки, як деталі машин, проходять всі студенти технічних спеціальностей. Основні моменти акцентуються на зубчастих передачах, які бувають кількох видів. Прямозубая, косозубая, а також шевронна передача - всі вони використовуються практично у всіх галузях промисловості.

Які функції виконує зубчасте зачеплення

Перш ніж говорити про те, що таке циліндрична шевронна передача, необхідно розібратися з загальними положеннями. Зубчасте зачеплення використовується для передачі обертального руху між валами. Так в безпосередній контакт входить пара зубів шестерні і колеса. Передаточне число змінюється в залежності від розміру шестерні і кількості зубів на ній.


Зміна кутових швидкостей і моментів основні функції будь зубчастої передачі, в тому числі і шевронной. Широке ж застосування в різних галузях промисловості вимагає постійного розвитку і поліпшення технічних характеристик передачі. У результаті з'являються нові види зачеплень, використовуються високоміцні сплави зубів і т. д.

Шевронні зубчасті передачі і все про них

Як ми вже розібралися, даний вид зачеплення відноситься до зубчастим. Визначимося трохи з конструктивними особливостями даної передачі. Від класичної зубчастої ми маємо суттєві відмінності. По-перше, вінець складається з зубів, спрямованих у різні сторони. Відповідно по одній стороні вінця вони мають нахил в один, із зворотного - в іншу сторони. Можна сміливо говорити про те, що шевронні передачі володіють величезною кількістю переваг. Наприклад, відсутність осьового навантаження на підшипник, що дозволяє продовжити термін служби вузла. Крім цього, даний тип передачі дозволяє істотно збільшити кут нахилу зубців, який дорівнює приблизно 25-40 градусів. У той час як у звичайному косозубом колесі межею є 18 градусів.


Звичайно, є і свої нюанси. По-перше, висока складність і дорожнеча виготовлення шеврона. Так як використовується даний вид зачеплення для передачі великої потужності і швидкості при відсутності осьових навантажень, то точність виготовлення повинна бути дуже високою, а отже і собівартість такого колеса виходить високою. По-друге, необхідність використання плаваючого вала в конструкції. З цієї простої причини інженери намагаються застосовувати косозубую передачу, де це можливо, і тільки потім використовувати шевронну.

Переваги шевронного колеса

Слід зазначити, що всі механічні передачі мають загальні переваги і недоліки. Це відноситься і до шевронному зацеплению. Розглянемо сильні сторони. По-перше, висока плавність ходу, що досягається завдяки великому куту нахилу зубів. Отже, і габарити будуть набагато менше порівняно з косозубих колесом. Це дозволяє дещо знизити масу виробу, а також розмір вузла в цілому. Довговічність при дотриманні норм експлуатації (регулярна мастило, вибракування, відсутність перегріву і механічних пошкоджень) становить близько 40000 годин. Відповідно надійність даного сайту буде дуже високою. Це обумовлено ще і відсутністю осьових навантажень на підшипник. Як наслідок, не виникає перегрівання валу і опори.
Високий ККД (97-98 %) - ще одна сильна сторона шевронних коліс. Даний показник нерідко є визначальним фактором при виборі типу передачі в тому чи іншому сайті, так як дозволяє домогтися мінімальних втрат під час експлуатації. Постійне передаточне число також важливий фактор, який хоч і не висувається на перший план, але все ж має місце. Такі переваги шевронной передачі відіграють важливу роль при експлуатації в важких вузлах машин.

Трохи про недоліки

Як і будь-який інший тип передач, даний має кілька мінусів. В першу чергу, як було зазначено вище, складність виготовлення. Вартість шевронного колеса досить висока, хоч воно і є довговічним. Найчастіше на виробництві при виході з ладу будь-якого вузла важливо замінити його як можна швидше. У цьому випадку відмінно підійдуть косозубі і прямозубі колеса, які прості у виготовленні. Що ж стосується шевронного, то тут не все так однозначно. Точність монтажу також повинна бути високою, отже, збільшується кількість витрачається часу на установку деталі.

Шум під час роботи - чи це так важливо?

Ще один недолік - гучність на високих швидкостях. Хоча віднести його виключно до шевронной передачі було б безглуздо, адже це стосується всього розділу. Пара металевих зубів, що входять в зачеплення на високій швидкості, - це завжди дзвінкий шум, який хоч і глушиться з допомогою спеціальної мастила і кожухів, але не повністю. Також було сказано і про плаваючий валу, який необхідний для коректної роботи сайту, а це збільшує складність конструкції. Виготовлення шевронной передачі ретельно контролюється на всіх етапах, тому бракованих виробів мало, хоча ще кілька років тому ситуація була більш сумною.

Про профілі зуба

Як і у всіх зубчастих зачеплення, в шевроні може бути використаний той чи інший тип зуба. Попередньо проводиться розрахунок шевронной передачі. Використовуються наступні типи зубів:

гвинтові одного напрямку;

гвинтові різних напрямків;

евольвентние;

неевольвентние.

Застосування того чи іншого типу залежить безпосередньо від того, чого необхідно досягти під час роботи вузла. Приміром, якщо вузол спроектований з можливістю зміщення центру профілю, використовують евольвентний зуб. Крім того, є три варіанти розташування шестерні колеса: сближенное, раздвинутое і нормальне. Змінюючи відстань до центру профілю, можна досягти того чи іншого положення, яке необхідно для підвищення плавності, збільшення швидкості ходу і т. д.
Варто також звернути особливу увагу і на тому факті, що неправильно підібраний тип зуба в тому чи іншому випадку призведе до таких наслідків, як: зниження ресурсу вузла, підвищена шумність, перегрів підшипника і т. п. Отже, найбільш відповідальним етапом є саме теоретичний розрахунок передачі.

Поширення шевронних коліс

Як вже було зазначено вище, механічні передачі використовуються в багатьох галузях промисловості. Розглянувши шевронні передачі, переваги і недоліки яких наочно показують їх доцільність, можна сказати про унікальність. Тим не менш введення в експлуатацію шевронів повсюдно не можна назвати доцільним, що обумовлено високою вартістю і складністю конструкції. Але незважаючи на це, без них не можна обійтися на металургійних підприємствах. Там шевронна передача використовується на прокатних станах, ріжучих верстатах та іншому обладнанні. Обумовлено це тим, що шевронное колесо може бути:

тихохідним;

среднескоростним;

швидкісним;

швидкохідним.

Тип роботи залежить від окружної швидкості. Найбільш часто шевронна передача застосовується при високих окружних швидкостях (понад 30 м/с). Автомобільна промисловість - ще одна галузь, де без використання даної механічної передачі обійтися досить складно. Це ж стосується і хімічній, а також харчової промисловості.

Матеріал виготовлення

Практично всі зубчасті передачі піддаються інтенсивному зношуванню. З цієї причини необхідно використовувати високоміцні сплави, які б справлялися з роботою у важких умовах. Безпосередньо колесо шеврона або шестерня виготовляються із сталі, а от зуби переважно повинні бути бронзовими. Але якщо використовувати бронзу в чистому вигляді, то це занадто дорого. З цієї простої причини зуби виплавляються з високолегованої сталі з бронзовим напиленням. Нерідко буває так, що вузол піддається передчасного зносу. Трапляється це з різних причин:

биття в передачі;

перегрів колеса і шестерні;

недостатня кількість мастила.

У більшості таких випадків його не міняють на новий, а ремонтують шляхом наплавлення зубів. Даний метод використовується практично у всіх механічних передачах, якщо це можливо і доцільно.

Підведемо підсумки

Основне гідність шевронной передачі полягає у можливості її використання на високих швидкостях. Важливу роль відіграє і те, що немає осьового навантаження на підшипник. Відповідно, виключається перегрів вузла, що є найбільш поширеною причиною виходу останнього з ладу. В цей же час високі витрати на виготовлення шевронного колеса і шестерні не дозволяють використовувати даний вузол повсюдно. Це ж стосується і часу на установку шевронной передачі, а також високої кваліфікації фахівців, які займаються монтажем та введенням в експлуатацію вузла.