Koła zębate pasowe - poznaj rodzaje i zastosowanie kół zębatych

Istnieją cztery podstawowe rodzaje kół pasowych, a mianowicie gładkie, z pojedynczym rowkiem, wielorowkowe oraz zębate. Te ostatnie wykorzystywane są w budowie urządzeń do przenoszenia mocy. Czym dokładnie się charakteryzują? Jak wygląda podział i zastosowanie kół pasowych zębatych? Odpowiedzi na te i inne pytania znajdują się w niniejszym artykule.

Jak zbudowane jest koło zębate?

Koło zębate stanowi element mechanizmu lub maszyny, który służy do przenoszenia ruchu bez poślizgu, co jest możliwe dzięki zębom rozmieszczonym na obwodach dwóch, współpracujących ze sobą kół, czyli przekładni zębatej. Składa się ona z dwóch lub więcej zazębiających się ze sobą kół. Z czego natomiast składa się samo koło zębate? Zazwyczaj tworzy je wieniec zębaty, piasta oraz specjalny łącznik, który je łączy. Wieniec zębaty zbudowany jest natomiast z zębów i wieńca, z którego one wystają. Przestrzeń między nimi nazywana jest wrębami. 

Istnieją również koła pasowe zębate, które nie posiadają łącznika, a wieniec zębaty pełni jednocześnie rolę piasty. Tego typu rozwiązania nazywa się zębnikami i są to zazwyczaj koła posiadające niewielką ilość zębów i małą średnice. Zębnik z reguły nacięty jest bezpośrednio na wale i pełni jego integralny element lub osadzony jest za pomocą połączenia wciskowego.

Rodzaje kół pasowych zębatych

Koła pasowe zębate klasyfikuje się na podstawie kształtu geometrycznego bryły na której zostały nacięte zęby. Zgodnie z tym podziałem wyróżnia się koła walcowe i stożkowe. Każde z nich również posiada kilka typów, które rozróżniane są na podstawie rodzaju uzębienia. Cały podział wygląda następująco:

1. Koła walcowe:

• o zębach prostych - których uzębienie jest nacięte równolegle do osi koła,
• o zębach skośnych - których uzębienie jest nacięte pod odpowiednim kątem do osi koła,
• o zębach daszkowych - w przypadku których na szerokości koła uzębienie składa się z odcinków zbudowanych z zębów skośnych (lub śrubowych) lewych lub prawych,
• z uzębieniem wewnętrznym - które posiadają uzębienie proste lub skośne nacięte na wewnętrznej powierzchni walca,
• zębatka - która stanowi wycinek koła walcowego o nieskończenie dużej średnicy, co sprawia że okrąg tego koła stanowi linię prostą;

2. Koła stożkowe:

• o zębach prostych - których uzębienie jest nacięte wzdłuż tworzącej stożka,
• o zębach skośnych - których uzębienie jest nacięte pod odpowiednim kątem do tworzącej stożka,
• o zębach krzywoliniowych - w tym przypadku linie nie stanowią linii prostych,
• płaskie - które są nazywane również zębatką pierścieniową lub koronową, a kąt stożka podziałowego wynosi w tym przypadku 90º.

Zastosowanie kół zębatych pasowych

Koła zębate pasowe jako element przekładni zębatej wykorzystuje się w różnego rodzaju maszynach i urządzeniach, w przypadku których odpowiadają za przenoszenie mocy (nawet do kilkudziesięciu megawatów) oraz przekazywania ruchu obrotowego w mechanizmach precyzyjnych. W zależności od typu użytych kół pasowych zębatych, a co za tym idzie rodzaju przekładni zębatej możliwe jest dzięki nim otrzymanie na wałku roboczym jednostajnej prędkości (przekładnie wielostopniowe) lub uzyskanie na wrzecionie roboczym różnych prędkości obrotowych (przekładnie wielorzędowe wykorzystywane głównie w obrabiarkach).

Parametry geometryczne kół zębatych

Niezależnie od rodzaju każde koło pasowe zębate posiada parametry, które należy wziąć pod uwagę przy dobieraniu modelu pasującego do pozostałych elementów przekładni zębatej, czy napędu. Wyglądają one następująco:

• z – liczba zębów,
• d – średnica podziałowa,
• da – średnica wierzchołkowa,
• df – średnica stóp, średnica okręgu przechodzącego przez dna wrębów,
• db – średnica koła zasadniczego,
• p – podziałka obwodowa,
• pb – podziałka zasadnicza,
• m – moduł zęba,
• s – szerokość zęba,
• h – wysokość zęba, suma wysokości głowy i stopy zęba,
• ha – wysokość głowy zęba,
• hf – wysokość stopy zęba,
• c – luz wierzchołkowy, zwykle 0,2 modułu.

Należy mieć świadomość, że niewłaściwie dobrane koło pasowe zębate nie będzie pasowało do danego urządzenia lub może spowodować jego poważne uszkodzenie. W związku z tym bardzo istotne jest prawidłowe zmierzenie najważniejszych parametrów, co pozwoli dobrać odpowiedni model.

W związku z tym, że koła pasowe zębate to element przekładni odpowiadającej za przenoszenie mocy powinny się one cechować odpowiednią jakością i precyzją wykonania. Warto pamiętać o tym, by kupować jedynie produkty renomowanych marek, ponieważ zagwarantuje to prawidłowe i bezawaryjne działanie maszyny, czy urządzenia.