Spis treści:
Jistě jste již nejednou viděli a dokonce i použili různé ozubené kola, ale znáte všechny jejich typy? Náš krátký průvodce vám toto téma lépe přiblíží!
Myslím, že každý ví, co je typické ozubené kolo – je strojní součást, jejíž základ tvoří zploštělý válec s řadou rovnoměrně rozmístěných zubů po obvodu. Prvky tohoto typu jsou určeny pro spolupráci s dalšími ozubenými koly, převody nebo řetězy a jejich funkcí je přenášet otáčivý pohyb a převádět rychlost a točivý moment podle potřeb mechanismu. Pokud se však do problematiky ozubených kol ponoříme hlouběji, zjistíme, že tato problematika není tak triviální, jak by se mohlo na první pohled zdát – rozmanitost řešení používaných v praxi je skutečně značná, a to vzhledem k různým požadavkům na jednotlivá kola. Dnes si probereme nejdůležitější typy ozubených kol a uvedeme si přehled jejich nejčastějších aplikací.
Základní typy ozubených kol a jejich vlastnosti
Ozubená kola lze klasifikovat především na základě tvaru zubů a jejich polohy vzhledem k ose otáčení, a tedy i způsobu přenosu pohybu. Mezi nejběžnější druhy patří rovná kola, jejichž zuby jsou rovnoběžné s osou. Tyto součásti se nejčastěji používají v jednoduchých ozubených kolech.
Kuželová kola mají naopak zuby skloněné pod určitým úhlem k ose kola – tato úprava umožňuje hladší záběr, což se projevuje nižší hlučností a menšími vibracemi při provozu.
Válcová kola se zakřivenými zuby jsou také jakousi variantou kuželových kol, ale s dokonalejším tvarem zubů – nabízejí vyšší účinnost a trvanlivost, i když jejich výroba je poněkud složitější a vyžaduje velmi vysokou přesnost, aby byl profil zubů dobře definovaný.
Kola s ozubem ve tvaru střechy mají zajímavý vnější vzhled – připomínají dva “slepence” šikmých kol, přičemž směr sklonu ozubu je opačný ve obou částech komponentu, což právě tvoří vzor “střechy” zmiňovaný v názvu.r.
Základem všech výše uvedených typů ozubených kol je válec se zuby na vnějším povrchu.
Druhou a velmi rozšířenou skupinou komponentů jsou kuželová kola, jejichž základem je, jak již název napovídá, část kužele se zuby na boční ploše. Kuželová kola se používají všude tam, kde se protínají osy hřídelů soukolí (např. v pravém úhlu), tj. – jinými slovy – přenos výkonu musí probíhat při změně směru osy otáčení (ale – což je důležité – obě osy jsou ve stejné rovině).
Ostatní typy zařízení
Všechna výše popsaná provedení ozubených kol jsou tzv. vnější ozubená kola, tj. kola, která mají zuby umístěné na vnější boční ploše. Konstrukci je však možné obrátit – vzniknou tak ozubená kola s vnitřním ozubením, umístěným (jak asi tušíte) na vnitřní straně kroužku, který tvoří základnu součásti. Tyto typy komponent se používají například v planetových převodovkách, které nabízejí vynikající účinnost a vysoké převodové poměry při zachování kompaktních rozměrů (stačí říci, že společnost Botland nabízí motory sub-mikro integrované do převodovek s vnějším průměrem pouhých 6 milimetrů!).
Za zmínku stojí také šneková kola – ta pracují ve spojení se šnekovým hřídelem (známým také jako šnek), který funguje jako pohon. Ozubená kola tohoto typu mají několik důležitých vlastností: za prvé, osy šneku a ozubeného kola leží ve vzájemně kolmých rovinách, což není možné u žádných dvou ozubených kol. Druhou důležitou výhodou šnekových převodovek je výrazné snížení otáček a následné zvýšení točivého momentu.
A konečně, šnekové převody jsou samosvorné, což znamená, že zatímco šnek může pohánět kolo, převod nefunguje opačně: působení točivého momentu na převodovku nezpůsobí otáčení šnekového hřídele. Tato vlastnost je velmi cenná u mnoha mechanismů, které musí přepravovat těžká břemena a použití vnější brzdy by představovalo technologický problém (např. z bezpečnostních důvodů).
Aplikace ozubených kol
Pro zjednodušení lze říci, že ozubená kola se používají všude tam, kde jsou mechanismy poháněny rotačním pohybem. V automobilech se převody vyskytují například v převodovkách nebo v mechanismech pro zvedání oken, v průmyslové automatizaci se intenzivně využívají převodové motory – účinné elektromotory (často bezkartáčové) vybavené redukčními převody. Všechna modelářská serva mají malé vícestupňové převodovky z plastu (serva třídy mikro a levnější střední a standardní serva) nebo kovu (serva vyšší třídy s výrazně vyšší životností a točivým momentem). Mnoho ozubených koleček se nachází také v audio/video zařízeních (kazetové přehrávače, přehrávače VHS kazet a přehrávače CD/DVD/BluRay), domácích spotřebičích (mixéry,míchačky, kuchyňské roboty atd.), počítačových zařízeních (optické mechaniky) a v nesčetných modelech hraček (např. autíčka na pružinový pohon nebo elektrická autíčka).
Důležité je, že výběr ozubených kol by se měl vždy řídit technologickými hledisky: požadovaným točivým momentem, maximálními otáčkami, velikostí hnacího hřídele nebo převodovým poměrem a případně plánovaným rozsahem nastavení převodového poměru. I když máte k dispozici rozsáhlý výběr různých převodovek s kompatibilními mechanickými vlastnostmi, můžete se při pokusu o vlastní sestavení potřebného převodu setkat se značnými problémy. V takovém případě vám budou neocenitelnou pomocí hotové převodovky a motory s převodovkou – širokou nabídku těchto produktů najdete jako vždy na stránkách Botland.
