Evolventné ozubenie

Evolventné ozubenie je ozubenie, ktorého činná časť boku zuba má tvar evolventy. Je to najčastejšie používaný typ ozubenia v technických zariadeniach.

Ozubený prevod s priamymi zubmi s evolventným ozubením.

Geometrický tvar ozubenia

Obrys boku zubov je tvorený časťou evolventy - špirálovitej krivky, ktorú vytvorí bod priamky, odvaľujúcej sa po základnej nehybnej kružnici. Názornejší príklad je dráha značky na niti, ktorá sa napnutá odvíja z nehybnej valcovej cievky.

Charakterisitika evolventného prevodu

Záber evolventného súkolesia. Uhol záberu a teda i veľkosť prenášaného momentu sily ostáva konštantný.

Dôvodom, prečo je evolventné ozubenie najrozšírenejšie, je jeho geometrická charakteristika s nasledujúcimi vlastnosťami:

• Pri otáčaní dvoch ozubených kolies (prípadne kolesa a hrebeňa) v zábere sa bod, v ktorom sa zuby dotýkajú, pohybuje po priamke, ktorá je zároveň nositeľkou prenášanej sily. Kolmá vzdialenosť tejto priamky od osi otáčania je konštantná, následkom čoho je pri rovnakej sile medzi zubami konštantný aj krútiaci moment prenášaný ozubením. Záber kolies teda nevyvoláva kolísanie prenášaného momentu, ktoré by inak bolo zdrojom zvýšených vibrácií a hluku.
• Pri ideálnej evolvente sa zuby o seba netrú šmykom, ale sa po sebe odvaľujú (kotúľajú). Vplyvom nepresnosti výroby a uloženia sa však ani evolventné ozubenie pri prevádzke nevyhne otieraniu zubov v zábere a tento proces je následne obvykle hlavným zdrojom ich opotrebenia.

Profil ozubenia

Súkolie so šípovým evolventným ozubením

Geometrický tvar profilu rezu ozubenia je definovaný nasledovnými hodnotami:

• m - modul - určuje šírku zuba
• z - počet zubov
• h_a - výška hlavy zuba (obvykle h_a = m )
• h_f - výška päty zuba (obvykle h_f = 1,25 x m )

ostatné hodnoty sa z nich dajú dopočítať.

Profil ozubenia môže byť aplikovaný na plášti ozubeného kolesa ako jednoduchý - priamy - priame ozubenie, šikmý - šikmé ozubenie, alebo šípový - šípové ozubenie.

Modul ozubenia

Evolventné súkolie. d₁,d₂-rozstupové kružnice; d_g1,d_g2-základné kružnice evolventy; α - uhol záberu; a - vzdialenosť osí ozubených kolies O₁,O₂; s₁,s₂ - evolventy

Modulom ozubenia je definovaná veľkosť zubu a je základným predpokladom kompatibilného súkolia, teda kolesa a pastorku. Modul ozubenia je normalizovaný (viď. STN 01 4608) a prednostné rady sú v hodnotách: 0,5; 0,6; 0,8; 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; ...

Modul m sa vypočíta ako:

$m={\frac {p}{\pi }}={\frac {d}{z}}$

kde:

d je rozstupová kružnica

z je počet zubov

p je obvodová vzdialenosť dvoch zubov (ich osí)

Vzdialenosť osí dvoch ozubených kolies a sa vyráta ako:

$a=m{\frac {z_{1}+z_{2}}{2}}$

kde:

z1, z2 - počet zubov kolesa 1 a 2

m - modul

Konštrukčné zásady

• α - uhol záberu sa obvykle volí 20°
• z₁ - pastorok (menšie ozubené koleso) má mať najmenej 17 zubov, a z₁ nesmie byť deliteľom z₂
• aby došlo k rovnomernému opotrebovaniu a určitej forme lapovania zubov počas prevádzky, s následnou dlhou životnosťou a tichým chodom, je vhodné, aby počty zubov nemali spoločného deliteľa, napríklad 17 a 41, 20 a 33,... (nevhodný počet zubov je napríklad 12 a 48).

Použitie

Optimálne pri prevode z rýchlych otáčok na pomalé. Pri prevode pomalého na rýchle je optimálne cykloidné ozubenie.

Pozri aj

Ozubené koleso

Externé odkazy

• FILIT – zdroj, z ktorého pôvodne čerpal tento článok.
• Animácia záberu evolventného ozubenia