Зубчатые колеса — вчера и сегодня… Современные методы расчета шевронного зацепления в KISSsoft

История изобретения зубчатого колеса уходит в античность. Так, есть легенда об изобретении Архимедом многоступенчатого редуктора и червячной передачи – механизмов, примененных для перемещения корабля «силой одного человека». Такой механизм, как полиспаст с достаточным числом блоков, был описан задолго до Архимеда и вполне мог им использоваться для перемещения триер, весивших более сотни тонн.
Но зубчатые колеса совершенствуются и по сей день, так, например, относительно недавнее изобретения в области зубчатых колес – шевронные колеса. Их изобретение приписывают Андре Ситроену. Да, именно ему, основателю автомобильной марки Citroen.
Но на самом деле он его не изобретал. Ситроен выполнял на заводе обязанности технического и коммерческого директора. Однажды он обнаружил, что никому не известный польский механик-самоучка разработал очень перспективную технологию производства новых, более совершенных, шестерен (зубчатых колес). Ситроен немедленно купил на них патент и организовал производство новых шестерен. Это дало компании существенное преимущество перед конкурентами – сбыт продукции завода значительно вырос, новые шестерни фирмы принесли ей успех на международном рынке сбыта – от Лондона до Москвы. Доходы владельцев компании резко выросли. В память об этом первом крупном производственном успехе нынешняя автомобильная фирма унаследовала свою эмблему – «двойной шеврон». Схематическое изображение конических шестерен выполненных в виде перевернутых букв «V».

Шевронные колёса решают проблему осевой силы. Осевые силы обеих половин такого колеса взаимно компенсируются, поэтому отпадает необходимость в установке валов на упорные подшипники. При этом передача является самоустанавливающейся в осевом направлении, по причине чего в редукторах с шевронными колесами один из валов устанавливают на плавающих опорах (как правило — на подшипниках с короткими цилиндрическими роликами). Шевронные шестерни более сложны в изготовлении, но имеют преимущества в эксплуатации- такие, как плавность зацепления, и поэтому более длительный срок службы.

Шевронные колеса применяются обычно для мощных зубчатых передач, работающих со средними и высокими окружными скоростями. Различают шевронные зубчатые колеса с дорожкой ( канавкой) в середине колеса для выхода инструмента ( червячной фрезы) и без дорожки , нарезаемые долбяком или гребенкой со специальной формой заточки. Шеврон без дорожки обладает высокой прочностью зубьев на излом, но применяется реже, чем шеврон с дорожкой.
Решения компании KISSsoft позволяет проектировать шевронные колеса, как и с канавкой для выхода инструмента, так и без нее. Пользователь уже в исходных данных может указать разный тип зацепления:
-шевронное зацепление слева направо
-шевронное зацепление справа налево
Настроить ширину промежуточного паза и его диаметр. Выбрать материал и смазку
и настроить все остальные необходимые параметры.

Более подробно о всех настройках для проектирования данного типа колес будет рассказано в следующих статьях.