Існують різні види зубчастих коліс. Вони різняться не тільки за матеріалами, а й за своїми формами та габаритами, а також за напрямом, розташуванням, конфігурацією зубців.
Основа зазвичай циліндрична з круглим перетином або конічним звуженням на одній зі сторін. Зуби частіше знаходяться зовні, але можуть розташовуватись і всередині. За формою вони бувають скошеними, прямими, складним. Нижче розглянемо всі основні типи шестерень із їх особливостями.
Прямозубі
Вони в різних виробництвах використовуються частіше за інших, так як прості у виготовленні, мають стандартну конфігурацію з круглим профілем і зубцями, що розташовуються паралельно осі обертання. Виготовляють їх різними методами, наприклад, лиття або фрезерування.
До переваг відносять мінімальне нагрівання під час роботи, гідний ККД, мінімізацію тертя та зазорів (люфтів) у сполученнях, скорочення тиску. Мінусом є можливість застосування тільки в комплексі з деталями, що розташовуються в тій же площині і паралельно провідній шестерні.
Косозубі
Зубці мають ухил та збільшену довжину. Завдяки такій формі вони стійкі до підвищених навантажень, відрізняються плавним ходом, малошумною роботою. Але оскільки ширина значна, збільшується площа зіткнення сполучених елементів. Через це стає більш інтенсивним тертя, що викликає сильне нагрівання та прискорене зношування. Для запобігання таких наслідків використовують сучасні мастила.
Косозубі шестерні можуть з високими обертами передавати потужний крутний момент. Але оскільки зусилля зміщене стосовно посадкового валу, при обертаннях можливі розбіжності, від’єднання через прагнення різні боки. Щоб налагодити безперебійне функціонування, впроваджують затяті (упорні) підшипники.
З внутрішнім зачепленням
Підходять для механізмів зі складним пристроєм. Зубці знаходяться не зовні, як завжди, а всередині. Відома деталь розташовується в отворі, обертається в той самий бік, що й ведуча. Це дозволяє скоротити кількість компонентів, забезпечити їхнє односпрямоване переміщення, зменшити габарити вузла.
Шестерні з внутрішніми зачепленнями встановлюють у:
- вантажопідйомному устаткуванні;
- землерийному;
- будівельному;
- насосному.
Також вони сумісні із планетарними передачами.
Секторні
Особливість – розташування зубів не по всьому зовнішньому колу, а лише на окремому секторі. Через це передача обертів стає кроковою. Секторна шестерня завжди ведуча. Коли її зубці досягають зони зіткнення з веденим елементом, той крутиться. Далі, зробивши оберт до гладкої ділянки, провідний компонент продовжує рухатися. Відома ж деталь зупиняється до наступного зчеплення.
Секторні зубчаті колеса зазвичай встановлюються на початкових ступенях вузлів, у яких стартує обертальне переміщення, яке здійснюється не безперервно, а інтервально, з певними кроками. Вони підходять для банківських лічильних або касових аппаратів, друкованих пристроїв.
Черв’ячні
Форма – це подовжений циліндр, оснащений зубами, адаптованими під гвинт, що переміщається вздовж деталі. Такий елемент – не диск, а вал із зубчастою поверхнею.
Черв’ячна деталь передає крутний момент на перпендикулярно розташоване черв’ячне зубчасте колесо. Вузол, що складається з цієї пари, зручно використовувати. Він компактний, може входити в конструкцію редукторів, в яких необхідно зменшувати або збільшувати передатне число.
Конічні
Форма основи – конус. Зубці знаходяться на зовнішній стороні, формою вони округлені, прямі, тангенціальні або косі. Конічні елементи можуть впроваджуватися у вузли з перпендикулярно розташованими валами, що передбачають передачу крутного моменту під кутом.
Конічні шестерні застосовуються в автомобільних коробках, диференціалах, редукторах. Кількість зубців у парних виробів може різнитися, і через різницю змінюється передаточне число убік зниження чи підвищення.
З круговим зубом
Їхні зубці мають заокруглення, згинаються по радіусу. Завдяки такій конфігурації вироби є стійкими до підвищених навантажень, демонструють плавний хід, не видають гучних звуків, підходять для компактних, малих механізмів.
Технологія виготовлення шестерень із круговими зубцями складна, через що вони коштують дорожче, ніж інші типи зубчастих коліс. Ще один недолік – невисокий коефіцієнт корисної дії, що знижує потужність, продуктивність, ефективність.
Корончасті
Рідкісний вид, головна відмінність якого – це зуби, що знаходяться не зовні або всередині, а збоку, на торці. Через таку конструкцію шестерня нагадує корону, за що і отримала свою назву.
Використовуються корончасті шестерні нечасто, впроваджуються у механізми, що розташовані у коробах, колбах чи інших обмежених просторах. Приклад – баштовий старовинний годинник. Цей вид сумісний з конічними, прямозубими шестернями.
Зірочки
Зірочки працюють разом із роликовими ланцюгами, передають крутний момент від однієї деталі до іншої, що розташована на відстані. Передавальне число при обертанні цієї пари може змінюватись за рахунок різниці діаметрів, а також кількості зубів.
Зубчасті рейки
У такому вузлі дві складові: рейка з розташованими на одному боці зубами і безпосередньо шестерня. У такому зачепленні можна трансформувати обертальні рухи в поступальні (або навпаки). Шестерні даного виду включаються до конструкції рейкових передач, а також застосовуються спільно з секторними зубчастими колесами. Рейки розрізняються за довжиною, яка залежить від призначення вузла.
