Hammasrattad on hammastega mehaanilised komponendid, mis võivad omavahel haakuda ning nende kasutamine mehaanilises jõuülekandes ja kogu masinavaldkonnas on äärmiselt laialt levinud. Pärast tänase artikli lugemist saate ülevaate hammasrataste minevikust ja olevikust.
Juba 350. aastal eKr kirjutas kuulus Vana-Kreeka filosoof Aristoteles oma dokumentidesse hammasrattad. Umbes 250 eKr kirjeldas matemaatik Archimedes oma kirjanduses ka turbani ussiga tõstemasina kasutamist. Hatra varemetes on tänapäeva Iraagis säilinud käigud enne tavapärast ajastut.
Hiina hammasrataste ajalugu on samuti pikaajaline. Ajalooliste ülestähenduste kohaselt kasutati hammasrattaid juba iidses Hiinas aastatel 400–200 eKr. Hiinas Shanxis välja kaevatud pronkshammasrattad on seni vanimad avastatud hammasrattad. , mis peegeldab iidsete aegade teaduslikke ja tehnoloogilisi saavutusi ning on keskendunud käigumehhanismile, on suurepärane näide. 15. sajandi teisel poolel, Itaalia renessansi ajal, jättis mainekas polümaat Leonardo da Vinci käigutehnika ajalukku, aga ka kultuuri ja kunsti kustumatu jälje. Pärast enam kui 500 aastat on tänapäeva hammasrattad endiselt säilitanud tema visandite prototüübi.
Alles 17. sajandi lõpus hakati uurima hammasrataste hammaste kuju, mis suudavad liikumist õigesti edasi anda. 18. sajandil, pärast Euroopa tööstusrevolutsiooni, hakkas käigukasti rakendamine üha laiemalt levima; algul tsükloidhammasratastega, seejärel spiraalhammasratastega kuni 20. sajandi alguseni, mil spiraalülekanded saavutasid rakendustes domineeriva positsiooni. Seejärel töötati välja mitmesugused muud tüüpi käigud, nagu nihutatud käigud, ringkaarelised käigud, koonusülekanded ja spiraalülekanded.
Kaasaegne ülekandetehnoloogia on jõudnud järgmiste verstapostideni: ülekandemoodul 0,004 kuni 100 millimeetrit; käigu läbimõõt on vahemikus 1 millimeeter kuni 150 meetrit; jõuülekandevõimsus kuni 100,000 kilovatti; pöörlemiskiirused kuni 100,000 pööret minutis; ja suurim perifeerne kiirus ulatub 300 meetrini sekundis.
Rahvusvaheliselt arenevad jõuülekandeseadmed miniaturiseerimise, suure kiiruse ja standardimise suunas. Spetsiaalsete hammasülekannete kasutamine, planetaarülekannete väljatöötamine ning madala vibratsiooniga ja madala müratasemega ülekandeseadmete uurimine ja arendamine on mõned käigukasti konstruktsiooni omadused.
Hammasrattaid on palju ja levinuim klassifitseerimismeetod põhineb hammasrataste teljel. Need jagunevad üldiselt kolme tüüpi: paralleeltelg, ristuv telg ja 交错轴.
Paralleelteljelised hammasrattad: sealhulgas hammasrattad, spiraalhammasrattad, sisemised hammasrattad, hammasrattad ja spiraalsed hammasrattad jne.
Lõikuvate telgedega hammasrattad: sealhulgas sirged koonusülekanded, spiraalsed koonusülekanded ja nullkraadised koonusülekanded jne.
Lõikuvate telgedega käigud: sealhulgas hüpoidülekanded, tiguülekanded ja koonus-spiraalülekanded jne.
Paralleelsete ja ristuvate telgede hammasrattapaaride haardumine on sisuliselt veerev, suhteline libisemine on väga väike, seega on tõhusus kõrge. Lõikuvate telgedega spiraalsed hammasrattad ja tiguülekanded, mis toodavad jõuülekande saavutamiseks pöörlemist suhtelise libisemise kaudu, on tugevalt mõjutatud hõõrdumisest ja nende ülekandeefektiivsus on teiste hammasratastega võrreldes madalam. Käikude efektiivsus viitab ülekande efektiivsusele tavalistes kokkupanekutingimustes. Vale paigalduse korral, eriti kui koonuse ristumiskohas on tõrkeid põhjustav koonuse ristumiskohas tõrgeteta koonushammasrataste montaažikaugus, väheneb nende efektiivsus oluliselt.
01 Paralleeltelje hammasrattad
Spur Gears
Teljega paralleelsete hammastega silindrilised hammasrattad. Kuna neid on lihtne valmistada, kasutatakse neid jõuülekandes kõige laialdasemalt.
Riiulid
Lineaarsed hammasrataste hambad, mis haakuvad hammasratastega. Seda võib pidada erijuhtumiks, kus hammasratta sammuringi läbimõõt muutub lõpmatult suureks.
Sisemised käigud
Rõnga siseküljel töödeldud hammastega hammasrattad, mis haakuvad hammasratastega. Peamiselt kasutatakse planetaarülekande mehhanismides ja hammasrataste haakeseadistes.
Spiraalsed hammasrattad
Heeliksi kujul olevate hammastega silindrilised hammasrattad. Kuna neil on suurem tugevus ja sujuvam töö kui hammasratastel, kasutatakse neid laialdaselt. Edastamise ajal tekib aksiaalne tõukejõud.
Helical Racks Ribakujulised hammasrattad, mis haakuvad spiraalsete hammasratastega. lõpmatult suure sammu läbimõõduga spiraalsed hammasrattad.
Herringbone Gears Hammasrattad, mis koosnevad kahest spiraalsest hammasrattast koos vasak- ja parempoolse keermega. Nende eeliseks on see, et nad ei tekita telgsuunas tõukejõudu.
Sirged koonushammasrattad Kaldhammasrattad, mille hambad on paralleelsed kaldekoonuse genereeriva joonega. Kooniliste hammasrataste hulgas on neid suhteliselt lihtne valmistada ja seega on neil lai valik rakendusi ülekandes.
Spiraalsed koonushammasrattad Kumerate hammaste ja spiraalnurgaga koonushammasrattad. Kuigi neid on raskem valmistada kui sirgeid koonusülekandeid, kasutatakse neid laialdaselt ka tugevate ja madala müratasemega hammasratastena.
Nullnurksed hammasrattad
Kumerad koonusülekanded, mille spiraalnurk on null kraadi. Kuna neil on nii sirgete kui ka kõverate koonusülekannete omadused, on hamba pinnale mõjuv jõud sama, mis sirgetel koonusratastel.
Silindrilised tiguülekanded Silindrilised tiguülekanded viitavad silindrilise tigu ja sellega haakuva tiguülekande kombinatsioonile. Nende põhiomadused on sujuv töö ja võime saavutada ühe paariga suur ülekandearv, kuid nende puuduseks on madal efektiivsus.
Ristuv telje spiraalhammasrattad Silindriliste tiguhammasrataste nimetus ristuvate telgede vahel edastamisel. Neid saab kasutada olukordades, kus on spiraalülekandepaarid või hammasratastega spiraalülekanded. Töö on sujuv, kuid need sobivad ainult kergetele koormustele.
Face Gears Kettakujulised hammasrattad, mis võivad haarduda tiib- või spiraalhammasratastega. Kasutatakse ülekandeks risti ja ristuvate telgede vahel.
Drum Worm Gears Kombinatsioon trummikujulisest ussist ja sellega haakuvast tigukäigust. Kuigi tootmine on keerulisem, suudavad need silindriliste tiguülekannetega võrreldes üle kanda suuri koormusi.
Hüpoidhammasrattad Koonilised käigud ristuvate telgede vaheliseks ülekandeks. Nii suurt kui ka väikest hammasratast töödeldakse ekstsentriliselt, sarnaselt spiraalsete koonustega hammasratastele, ja sidestamise põhimõte on väga keeruline.
