Zazębione zęby przenoszą ruch.

Koło napędzające naciska na zęby koła napędzanego. Dwa proste koła o zazębieniu zewnętrznym na równoległych wałach obracają się w przeciwnych kierunkach.

Liczby zębów określają przełożenie prędkości. Więcej zębów koła napędzanego oznacza mniej jego obrotów na każdy obrót koła napędzającego.

Prześledź idealne przełożenie redukujące.

Redukcja 3:1, narysowana z zachowaniem proporcji.

Koło napędzające o 20 zębach zazębia się z kołem napędzanym o 60 zębachMałe koło napędzające obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Większe koło napędzane obraca się przeciwnie do ruchu wskazówek zegara z jedną trzecią jego prędkości. Przerywane okręgi to okręgi podziałowe, o średnicach w stosunku jeden do trzech.12
  1. Koło napędzające: 20 zębów. 600 obrotów na minutę (rpm), przy wejściowym momencie obrotowym 10 N·m.
  2. Koło napędzane: 60 zębów. 200 rpm w przeciwnym kierunku. Idealny wyjściowy moment obrotowy wynosi 30 N·m; trzy obroty koła napędzającego dają jeden obrót koła napędzanego.
Pokazano dwadzieścia i sześćdziesiąt zębów. Okręgi przerywane oznaczają średnice podziałowe; zarysy zębów są uproszczone i nie stanowią geometrii wykonawczej. Niższa prędkość i wyższy moment się równoważą: moc idealna pozostaje bez zmian.
Zamiana prędkości na moment obrotowy

Jeśli wejściowy moment wynosi 10 N·m, idealny moment wyjściowy to 30 N·m. Rzeczywisty moment wyjściowy przy tej prędkości jest niższy ze względu na straty pary kół zębatych.

Przekładnia nie zwielokrotnia mocy.

Zmniejszenie prędkości może zwiększyć moment, ale idealne moce wejściowa i wyjściowa pozostają równe. Rzeczywiste przekładnie tracą część mocy przez tarcie i inne zjawiska.

Większy wyjściowy moment obrotowy nie oznacza wytworzenia energii przez przekładnię. Wyjście obraca się o mniejszy kąt w tym samym czasie.

Różne przekładnie pasują do różnych układów.

Koła walcowe o zębach prostych i śrubowych zwykle łączą wały równoległe. Koła stożkowe mogą zmieniać kierunek osi wałów. Przekładnie ślimakowe wykorzystują śrubopodobny ślimak napędzający koło i mogą zapewniać znaczną redukcję.

Niektóre wciągarki wind mają przekładnię między silnikiem a kołem napędowym. Wciągarki bezreduktorowe łączą silnik i koło bez tego stopnia redukcji.

Zęby wymagają kontrolowanej geometrii i luzu.

Luz międzyzębny to odstęp między współpracującymi zębami. Pewien luz umożliwia działanie konstrukcji, lecz nadmierne zużycie może wpływać na ruch i hałas.

Współosiowość, łożyska, smarowanie i stan zębów współdziałają ze sobą. Nie należy zakładać, że przekładnia utrzyma dźwig tylko dlatego, że ma duże przełożenie redukcyjne.

Bliższe spojrzenie

Przekładnia ślimakowa może w pewnych warunkach opierać się napędzaniu od strony wyjścia, ale samohamowność zależy od geometrii, tarcia i warunków pracy. Nie jest ogólnym zamiennikiem hamulca.

Sprawdź swoją wiedzę

Idealna przekładnia zmniejsza prędkość do jednej trzeciej. Co dzieje się z momentem obrotowym?

Pokaż wyjaśnienie

Moment obrotowy rośnie do trzykrotnej wartości wejściowej. W modelu idealnym moc pozostaje taka sama; rzeczywiste straty zmniejszają moc wyjściową.

Dalsza lektura.

Lektura opcjonalna, pozwalająca dokładniej zgłębić tę lekcję.

  • Open University: koła zębate i przekładnie

    Punkt 1.13 wykorzystuje schematy kół i przekładni do wyjaśnienia przełożeń prędkości, liczby zębów i kierunku. Prześledź rysunek 8 przed przejściem do bardziej złożonego układu kół zębatych.