Podział kół zębatych ze względu na rodzaj zębów

Koła zębate to elementy czynne różnych mechanizmów. Bez nich nie mogłyby działać podzespoły wielu maszyn i urządzeń takie jak chociażby: przekładnie zębate, sprzęgła zębate, czy pompy zębate. Dzięki swojej formie idealnie nadają się do przekazywania ruchu obrotowego w precyzyjnych mechanizmach układów napędowych oraz układach przeniesienia napędu mechanicznego. Mogą przenosić duże moce bez ryzyka uszkodzenia czy deformacji. Koła zębate, które zazębiają się o siebie, stanowią ważny element układu przenoszenia napędu w przekładni zębatej.

Czym charakteryzuje się koło zębate?

Wygląd koła zębatego jest bardzo charakterystyczny – to okrągły dysk z regularnymi nacięciami wykonanymi na całym jego obwodzie, które nazywamy zębami. Jest zbudowane z kilku części: wieńca zębatego, piasty i łącznika, który je ze sobą spaja. Małe koła zębate mogą być pozbawione łącznika. Między zębami są wyraźne przerwy, które nazywamy wrębami.

Właściwości poszczególnych kół zębatych opisuje się różnymi parametrami. Bardzo ważna jest liczba zębów, średnica podziałową, średnica wierzchołkową, średnica stóp, średnica koła zasadniczego, a także moduł zęba oraz jego wysokość. Zęby takich kół mogą mieć różny kształt. Wyróżniamy zęby proste, śrubowe, daszkowe i krzywoliniowe. Produkowane są z niezwykle trwałych i wytrzymałych materiałów, które zapewniają im długą żywotność i niezawodność. Są odporne na pękanie, ścieranie i inne uszkodzenia mechaniczne. W swojej codziennej pracy muszą bowiem sprostać bardzo ciężkim warunkom i dużym obciążeniom.

W jaki sposób działają koła zębate?

Koła zębate są stworzone do tego, aby ze sobą współpracować. Dwa koła pracujące razem tworzą przekładnię zębatą. W czasie wykonywania obrotu współpracujące ze sobą zęby otaczają się i jednocześnie ślizgają po sobie. Ślizganie jest zjawiskiem niekorzystnym, ale nie da się go uniknąć. Poślizg nie występuje jedynie w punkcie tocznym. Zazębiające się o siebie zęby dwóch kół zębatych podczas obrotu idealnie przenoszą ruch i moc, dzięki czemu wykorzystuje się je do przekazywania ruchu obrotowego w takich mechanizmach precyzyjnych jak np.: układy automatyki czy przekaźniki mechaniczne.

Mogą współpracować z innymi kołami zębatymi, tarczą oraz listwą zębatą. Jeśli współpracujące ze sobą koła zębate mają taką samą średnicę, to kręcą się w przeciwnych kierunkach z taką samą prędkością. Jeżeli ich średnice różnią się, to ich prędkości i momenty obrotowe są inne. Właściwość ta jest wykorzystywana przy tworzeniu przekładni. Dzięki pracy kół zębatych można lepiej wykorzystać siły napędowe, a także dowolnie zmieniać prędkość obrotową.

Jakie rodzaje kół zębatych wyróżniamy?

Koła zębate dzielą się na różne rodzaje ze względu na kształt geometryczny bryły, na której nacięto zęby oraz na typ zastosowanych w nich zębów. Wśród kół walcowych wyróżniamy:

1. Koła z uzębieniem o zębach prostych
Uzębienie w tego rodzaju kołach jest nacięte równolegle do osi koła.
2. Koła z uzębieniem o zębach skośnych
W takich kołach uzębienie jest nacięte pod kątem do osi koła.
3. Koła z uzębieniem o zębach daszkowych
W tym przypadku na szerokości koła uzębienie składa się z odcinków z zębami skośnymi (albo śrubowymi) lewymi i prawymi.
4. Koła z uzębieniem wewnętrznym
W takich kołach uzębienie proste albo skośne nacięte jest na wewnętrznej powierzchni walca.
5. Zębatka 
Charakterystyczny jest dla niej okrąg, który jest linią prostą. Wynika to z faktu, iż jest ona wycinkiem koła walcowego o nieskończenie dużej średnicy.

Koła stożkowe dzielimy na:

1. Koła o zębach prostych
Ich uzębienie jest nacięte wzdłuż tworzącej stożka.
2. Koła o zębach skośnych
Uzębienie tych kół jest nacięte pod kątem do tworzącej stożka.
3. Koła o zębach krzywoliniowych
W tych kołach linie nie są liniami prostymi.
4. Koła płaskie
Kiedyś takie koła nazywane były zębatkami pierścieniowymi lub koronowymi. Charakteryzują się tym, że kąt stożka podziałowego wynosi 90°.