ozubená kola se používají v mnoha mechanických zařízeních k zajištění snížení rychlosti motorizovaného zařízení. Malý, rychle se otáčející motor může poskytnout dostatek energie pro některá zařízení, ale nedostatečný točivý moment. Elektrický šroubovák má velkou redukci převodového stupně, protože potřebuje točivý moment k otáčení šroubů, ale motor produkuje malé množství točivého momentu při vysoké rychlosti. Při redukci převodového stupně se výstupní rychlost snižuje, zatímco se zvyšuje točivý moment.
ozubená kola mohou také měnit směr otáčení. Automobilové diferenciály používají kuželové převody k otočení výkonu z hnacího hřídele o 90 stupňů a jeho odeslání na kola.
vzdálenost od středu ozubeného kola k bodu kontaktu určuje převodový poměr. Pokud je jeden převodový stupeň dvakrát větší než druhý, je poměr 2: 1.
čelní ozubená kola
čelní ozubená kola jsou nejběžnějším typem. Mají rovné zuby a jsou namontovány na rovnoběžných hřídelích. Posloupnost čelních ozubených kol může být použita k vytvoření velmi velkých redukcí převodových stupňů.
čelní kola mohou být hlučná. Pokaždé, když zub zabírá zub na druhém zařízení, srazí se, vydávají hluk a zvyšují napětí na zubech.
Spirálová ozubená kola
ozubená ozubená ozubená kola jsou řezána pod úhlem k čelní straně ozubeného kola. Více než jeden zub na šroubovém převodovém systému je vždy zapojen. Kontakt začíná na jednom konci zubu a postupně klouže po obličeji, jak se ozubená kola otáčejí.
Toto postupné zapojení a vícenásobný kontakt zubů způsobují, že šroubové převody pracují plynuleji a tišeji než čelní ozubená kola. Šroubové převody jsou obvykle namontovány na rovnoběžných hřídelích, ale pokud jsou úhly zubu ozubeného kola správné, mohou být namontovány na kolmých hřídelích a měnit úhel natočení o 90 stupňů.
vzhledem k úhlu zubu vytvářejí přítlačné zatížení ozubeného kola, když zapadají. Zařízení se šroubovými převody mají ložiska, která mohou podporovat toto zatížení.
kuželové převody
kuželové převody jsou užitečné, když je třeba změnit směr osy otáčení. Obvykle jsou namontovány na hřídelích 90 stupňů od sebe, ale mohou být navrženy pro práci v jiných úhlech.
zuby na kuželových ozubených kolech mohou být rovné nebo spirálové. Rovné zuby s kuželovým ozubením mají stejný problém jako zuby s přímým čelním ozubením-jak každý zub zabírá, dotýká se odpovídajícího zubu najednou.
řešením tohoto problému je zakřivení zubů ozubeného kola. Tyto spirálové zuby zabírají stejně jako spirálové zuby. Kontakt začíná na jednom konci ozubeného kola a postupně klouže po celém zubu.
u rovných a spirálových kuželových ozubených kol musí být hřídele namontovány ve stejné rovině tak, aby středy ozubených kol byly vyrovnány.
šnekové převody
šnekové převody se používají, pokud je nutné velké redukce. Šnekové převody mohou mít snížení o 20: 1; Některé přesahují 300: 1.
mnoho šnekových převodů má jedinečnou vlastnost-šnek může snadno otáčet ozubeným kolem, ale převodovka nemůže otáčet šnekem. Tento rozdíl je v tom, že úhel na šnek je tak mělký, že když se ozubené kolo snaží točit, tření mezi ozubeným kolem a šnek drží šnek na svém místě. Tato vlastnost je užitečná pro dopravníkové systémy, protože blokovací funkce může fungovat jako brzda dopravníku, když se motor neotáčí.
Evolventní převodový profil
dnes prakticky všechna ozubená kola používají profil zubu zvaný evolventní. Tento speciálně zakřivený profil udržuje konstantní poměr otáček mezi dvěma rychlostními stupni. Jak se ozubená kola otáčejí, bod kontaktu se pohybuje, ale profil zubu neustále kompenzuje pohyb.
Marshall Brain, zakladatel a generální ředitel HowStuff Works.com, bude na stánku Asociace pro zařízení inženýrství (AFE) v pondělí a úterý (březen 5-6) Národního výrobního týdne.