внутрішньому зачепленні перетворюється тільки швидкість, а напрямок руху не змінюється.
На цьому зовсім не скінчилися очікують нас сюрпризи. Мабуть, найбільший з них попереду, - там, де ми на своєму шляху несподівано бачимо, що шестерні, -сцепленние з зубчастими колесами, в один і той же час роблять два руху: вони і обертаються навколо своїх осей і котяться по поверхні пов'язаних з ними коліс. Це відбувається по-різному: в одному випадку колесо, обкатувати шестернями, нерухомо, в іншому - обертається, в третьому шестерня здійснює свої обидва рухи між двома колесами, одне з яких із зовнішнім зачепленням, інше з внутрішнім.
Проробимо найпростіший досвід. Покладемо на стіл круглий олівець і пригорнемо його лінійкою. Потім, злегка притискаючи лінійку до олівця, почнемо пересувати її вперед. Олівець почне котитися, переміщатися по поверхні столу. Ми скоро переконаємося в наступному: коли кромка заднього кінця лінійки виявиться на поверхні олівця, її передня кромка вдвічі «обжене» циліндр, на якому вона «їхала». Виходить, що швидкість «пасажира» вдвічі більше швидкості його «карети».
Нічого таємничого в зтом, звичайно, немає. Сталося це тому, що швидкість переміщення точки на верхньому кінці вертикального діаметра котиться колеса завжди буде вдвічі більше швидкості його центру. А тепер повернемося знову до нашої зубчастої передачі.
Уявімо собі шестерню, вміщену між двома зубчастими рейками і зчеплену з ними. Одна з цих рейок рухлива, а інша жорстко закріплена. (Перша грає роль лінійки, друга - роль столу.) Шестерня вільно сидить на своїй осі і може переміщатися по другій зубчастої рейки за допомогою шатуна і кривошипа. У цьому механізмі, так само як це було в досвіді з лінійкою і стерженьком, рухлива рейка буде вдвічі обганяти проміжну шестерню.
Все це відноситься не тільки до системи двох рейок з проміжною шестірнею, а й до механізмів, в яких рейки замінені зубчастими колесами. Адже зубчаста рейка - це той же зубчасте колесо, але з нескінченно великим радіусом. У цих механізмах вали проміжних шестерень (їх може бути і декілька) пов'язані з валами коліс, за якими вони котяться, особливими важелями, - образно званими «водилами».
Такі механізми своєю будовою дуже нагадують нашу сонячну систему, в якій навколо центру - Сонця - звертаються планети, що обертаються одночасно навколо власної осі. Мабуть, тому обкатувати зубчасте колесо називається «сонячним», а шестерня, що обертається навколо «сонячного» колеса і в той же час обертається навколо власної осі, називається «сателітом». Якщо «сонячне» колесо нерухомо, весь механізм називається «планетарним».
На складання двох рухів «сателіта» і засновані пристрій і робота дуже поширених в машинах зубчастих механізмів - діференціалов.
Виготовлення прямозубой шестерні модульної фрезою на звичайному фрезерному верстаті з ділильної головкою.
Виготовлення прямозубой шестерні черв'ячної фрезою на зуборізна
Виготовлення прямозубой шестерні «• гребінкою».
Виготовлення прямозубой шестерні долбяком.
ВИГОТОВЛЕННЯ ЗУБЧАТИХ КОЛЕС
В останні десятиліття верстати для виготовлення зубчастих коліс настільки вдосконалений ^, що
з їх допомогою точно нарізаються зуби найрізноманітніших і складних обрисів. Зуби одного і того ж кроку, виготовлені на таких верстатах, так само однакові, як кульки в одному шарикопідшипнику.
Шестерні точних приладів повинні зчіплюватися ще краще, ніж годинні зубчасті колеса. Тому приладобудівники прагнуть досягти ще більшої точності при масовому виготовленні таких шестерень і добилися того, що тільки за допомогою дуже чутливих спеціальних вимірювальних пристроїв можна виявити бічний зазор і виміряти його величину. Яка ж ця величина?
Припустимо, що зчеплене між собою нескінченну кількість шестерень діаметром в 100 мм, у кожної з яких 192 зуба. Якщо всі ці шестерні насаджені на окремі вали і перший вал нерухомий, то доведеться пройти вздовж по лінії до 50264-й по порядку шестерні і тільки її вдасться повернути на повний оборот - це значить, що лише 50 263 бічних зазору, складені разом, складуть величину кола шестерні - 314 мм. Але щоб дістатися до 50264-й шестерні, доведеться пройти по лінії цих малих шестерень більше 5 км!
Шестерні з настільки точними зубами забезпечують точну, безпомилкову роботу механічних «математиків» - обчислювальних приладів; вони забезпечують роботу і тих приладів, які керують рухом великих зубчастих коліс, що передають потужність з одного вала на інший.
Нарізування шестерень виконується на сучасних спеціальних зуборізних верстатах за кілька хвилин.
Для цієї мети існує кілька способів, і для кожного з них створена спеціальна конструкція зуборізного верстата.
Так, наприклад, існує зубо-фрезерний верстат. З його назви видно, що ріжучим інструментом служить фреза, але не звичайна, а черв'ячна, - її різці », так само як і зуби черв'яка, розташовані по гвинтовий лінії з малим кутом підйому.
На Зубодовбальний верстаті форма зубів вистрагівается особливим інструментом - долбяком; його ріжучі частини за своєю формою схожі з зубами майбутнього колеса. І долбяк і заготівля обертаються З певними швидкостями, але долбяк робить ще і прямолінійний рух, яким він вирізає западини в «тілі» заготовки і утворює зуби необхідного профілю і розміру.
Буває і так, що ріжучим інструментом служить свого роду «гребінка», також вистрагівающая зуби в «тілі» заготовки.
Коли зуби нарізані, їх ще треба остаточно обробити - виправити незначні відхилення від форми і від окремих розмірів, видалити задирки, обробити поверхні. І для цієї мети існує спеціальний верстат, його інструмент як би «голить» поверхні зубів, чистить і «вигладжує» їх.
Так влаштована, працює і виготовляється найпоширеніша в машинах деталь - всюдисуще зубчасте колесо.