английский. Teeth, which mesh with another toothed part to transmit torque. Geared devices can change the speed, torque
 Скачать 17.23 Kb.
|
|
https://en.wikipedia.org/wiki/Gear A gear is a rotating machine part having cut teeth, which mesh with another toothed part to transmit torque. Geared devices can change the speed, torque, and direction of a power source. Gears almost always produce a change in torque, creating a mechanical advantage, through their gear ratio, and thus may be considered a simple machine. The teeth on the two meshing gears all have the same shape. Two or more meshing gears, working in a sequence, are called a gear train or a transmission. A gear can mesh with a linear toothed part, called a rack, producing translation instead of rotation. The gears in a transmission are analogous to the wheels in a belt pulley system. An advantage of gears is that the teeth of a gear prevent slippage. When two gears mesh, if one gear is bigger than the other, a mechanical advantage is produced, with the rotational speeds, and the torques, of the two gears differing in proportion to their diameters. Early examples of gears date from the 4th century BC in China , which have been preserved at the Luoyang Museum of Henan Province, China. The earliest preserved gears in Europe were found in the Antikythera mechanism, an example of a very early and intricate geared device, designed to calculate astronomical positions. Its time of construction is now estimated between 150 and 100 BC. Numerous nonferrous alloys, cast irons, powder-metallurgy and plastics are used in the manufacture of gears. However, steels are most commonly used because of their high strength-to-weight ratio and low cost. Plastic is commonly used where cost or weight is a concern. A properly designed plastic gear can replace steel in many cases because it has many desirable properties, including corrosion resistance, low speed meshing, the ability to "skip" quite well and the ability to be made with materials that don't need additional lubrication. Manufacturers have used plastic gears to reduce costs in consumer items including copy machines, optical storage devices, cheap dynamos, consumer audio equipment, servo motors, and printers. Another advantage of the use of plastics, formerly (such as in the 1980s), was the reduction of repair costs for certain expensive machines. In cases of severe jamming, the plastic gear teeth would be torn free of their substrate, allowing the drive mechanism to then spin freely (instead of damaging itself by straining against the jam). This use of "sacrificial" gear teeth avoided destroying the much more expensive motor and related parts. This method has been superseded, in more recent designs, by the use of clutches and torque- or current-limited motors. As of 2014, an estimated 80% of all gearing produced worldwide is produced by net shape molding. Molded gearing is usually either powder metallurgy or plastic. Many gears are done when they leave the mold (including injection molded plastic and die cast metal gears), but powdered metal gears require sintering and sand castings or investment castings require gear cutting or other machining to finish them. The most common form of gear cutting is hobbing, but gear shaping, milling, and broaching also exist. 3D printing as a production method is expanding rapidly. For metal gears in the transmissions of cars and trucks, the teeth are heat treated to make them hard and more wear resistant while leaving the core soft and tough. For large gears that are prone to warp, a quench press is used. Зубчатое колесо представляет собой вращающуюся часть механизма, имеющую нарезанные зубцы, которые сцепляются с другой зубчатой частью для передачи крутящего момента. Устройства с зубчатой передачей могут изменять скорость, крутящий момент и направление от источника вращения. Зубчатые передачи почти всегда приводят к изменению крутящего момента, создавая механическое преимущество благодаря их передаточному отношению и, следовательно, их можно считать простым механизмом. Зубцы на двух сцепленных шестернях имеют одинаковый профиль. Две или более сцепленные шестерни, работающие в последовательности, называются зубчатой передачей или трансмиссией. Зубчатая передача может зацепляться с линейной зубчатой частью, называемой рейкой, производящей поступательное движение вместо вращения. Шестерни в зубчатой передаче аналогичны шкивам в ременной передаче. Преимущество зубчатых колес заключается в том, что зубцы шестерни предотвращают проскальзывание. Когда две шестерни зацепленны, если одна шестерня больше, чем другая, создается механическое преимущество с вращательными скоростями и крутящими моментами двух передач, отличающихся пропорционально их диаметрам. Ранние примеры передаточных механизмов появились в четвертом веке до нашей эры в Китае, которые сохранились в Музее Лоян провинции Хэнань, Китай. Самые ранние сохранившиеся шестерни в Европе были найдены в механизме Антикитера, пример очень раннего и сложного приспособления, предназначенного для расчета астрономических положений. Время его изготовления сейчас оценивается в 150-100 лет до нашей эры. При изготовлении зубчатых колес используются многочисленные цветные сплавы, литейные стали, порошковая металлургия и пластмассы. Тем не менее, стали чаще всего используются из-за их высокого соотношения прочности к массе и низкой стоимости. Пластмасса обычно используется там, где стоимость или вес имеет значение. Правильно спроектированная пластиковая шестерня может во многих случаях заменять стальную, поскольку она обладает многими нужными свойствами, включая стойкость к коррозии, низкую скорость зацепления, возможность «проскальзывать» достаточно хорошо и возможность изготавливаться из материалов, которые не нуждаются в дополнительной смазке. Производители использовали пластиковые шестерни для снижения затрат на потребительские товары, такие как: копировальные машины, дисководы, дешевые генераторы, потребительское аудио-оборудование, сервомоторы и принтеры. Еще одним преимуществом использования пластмасс, ранее (например, в 1980-х годах), было сокращение затрат на ремонт для некоторых дорогих машин. В случаях сильного заклинивания зубцы из пластиковой шестерни будут оторваны от материала, позволяя приводному механизму затем свободно вращаться (вместо того, чтобы разрушать себя, нажимая на заедание). Это использование «жертвенных» зубьев шестерни предотвратило разрушение гораздо более дорогого двигателя и связанных с ним деталей. В более поздних моделях этот метод был заменен использованием муфт и двигателей с ограничением крутящего момента или тока. По состоянию на 2014 год около 80% всех зубчатых передач, производимых в мире, производится методом формовки. Формованное зубчатое колесо обычно бывает из порошковых металлов или пластиковым. Многие шестерни уже готовы, когда они покидают литейную форму (в том числе зубчатые колеса из пластмассы, отлитой под давлением, и из литьевого металла), но зубчатые колеса из порошкового металла требуют спекания, а литье в песчаную форму или литье по выплавляемым моделям требуют фрезерования или другой механической обработки для их выполнения. Наиболее распространенными для обработки зубчатых колес является зуборезная операция, но также существуют штамповка, фрезерование и протяжка. Быстро распространяется 3D-печать, как метод производства. Для металлических зубчатых колес в трансмиссиях легковых и грузовых автомобилей зубья подвергаются термообработке, что делает их твердыми и более износостойкими, оставляя сердцевину мягкой и жесткой. Для больших шестерен, склонных к деформации, используется закалочный пресс. |