Zupčanik
From Wikipedia, the free encyclopedia
Zupčanik je strojni dio valjkasta ili stožasta oblika s ravnomjerno raspoređenim zupcima po obodu. U paru s drugim zupčanikom, pri čemu je svaki učvršćen na svojem vratilu, služi za prijenos kružnog (rotacijskoga) gibanja i snage između vratila. Jedan ili više parova zupčanika, s vratilima, ležajevima, kućištem i odgovarajućim priborom, čine zupčanički prijenosnik. Svaki par zupčanika čini jedan stupanj prijenosa, pa zupčanički prijenosi mogu biti jednostupanjski ili višestupanjski (prijenosni omjer). Poput drugih mehaničkih prijenosnika najčešće služe za redukciju (smanjivanje) brzine vrtnje (reduktor) od pogonskoga na gonjeno vratilo, to jest od pogonskoga na gonjeni stroj.
Oblik zupčanika ovisi o međusobnom položaju pogonskog i gonjenoga vratila:
- ako su vratila usporedna, prijenos gibanja ostvaruje se valjkastim (cilindričnim) zupčanicima ili čelnicima s ravnim, kosim, lučnim (zavojnim) ili strelastim zupcima, pri čem veći zupčanik može imati i unutrašnje ozubljenje. U tu skupinu pripadaju i ozubljene letve (zupčanici s beskonačnim promjerom), kojima se kružno gibanje zupčanika pretvara u ravnocrtno gibanje letve ili, rjeđe, obratno.
- ako se osi vratila međusobno sijeku (najčešće pod pravim kutom), prijenos gibanja ostvaruje se stožastim (koničnim) zupčanicima ili stožnicima.
- kada se osi pogonskog i gonjenoga vratila mimoilaze, prijenos se ostvaruje zupčanicima koji teorijski imaju oblik hiperboloida, a aproksimiraju se stožastim zupčanicima (takozvani hipoidni prijenos) ili valjkastim zupčanicima (vijčani prijenos), sa zakrivljenim ili kosim zupcima.
- često se primjenjuju i pužni prijenosi, koji se sastoje od pužnoga vijka (zupčanika malog promjera izduženoga u aksijalnom smjeru) i pužnoga kola (zupčanika s kosim zubima s kutom nagiba i bokovima prilagođenima navoju pužnoga vijka).
Za pravilan rad zupčanika u zahvatu, točke trenutačnoga dodira zubaca koji se nalaze u zahvatu moraju imati jednake komponente brzina (gledano u smjeru okomice na zajedničku tangentu u točki dodira). Tada će prijenosni omjer tijekom valjanja jednoga zupca po drugom ostati nepromijenjen, što se postiže posebnim oblikovanjem boka zubaca u obliku krivulje. Zupčanici s takozvanim evolventnim ili kvazievolventnim bokom zubaca (ozubljenjem) čine oko 98% zupčanika. U prednosti su pred ostalim zupčanicima, jer su neosjetljivi na manje promjene osnoga razmaka (izazvane na primjer pogreškama u montaži) i izrada im nije tako zahtjevna kao što je to na primjer kod cikloidnog ozubljenja. Većina današnjih zupčanika ima normirana geometrijska svojstva (uglavnom preko takozvanog modula zupčanika), na primjer promjer diobene kružnice (kružnica prema kojoj se određuje razmak zubi), broj zuba, korak zuba (razmak među zubima mjeren po diobenoj kružnici), vanjski promjer zupčanika.[1]
Zupčanici prenose okretno gibanje s jednog vratila na drugo pomoću veze oblikom, koju čini zahvat zubi. Zupčanim prijenosnicima nije prema tome potreban poseban prijenosni dio kao kod remenskog prijenosa ili lančanog prijenosa. Razlikuju se prijenosnici sa stalnim prijenosnim omjerom (na primjer između pogonskog i radnog stroja), mjenjači brzina, kod kojih se dovođenjem u zahvat različitih zupčanika, prijenosni omjer može mijenjati (na primjer kod motornih vozila i alatnih strojeva), razdjelni prijenosnici za istodobni pogon više vratila (na primjer viševretene bušaće glave).