Čeličasti zupčanik u odnosu na spiralni zupčanik: razlika i usporedba

Ključni za poneti

1. Čelični zupčanici su jednostavni i učinkoviti zupčanici široko popularni u primjenama od malih uređaja do velikih industrijskih strojeva.
2. Spiralni zupčanici su napredniji od cilindričnih zupčanika i obično se koriste u mehaničkim sustavima.
3. Čelni zupčanici su bučni tijekom rada, dok spiralni zupčanici rade tiše i sa smanjenim vibracijama.

Što je Spur Gear?

Čelični zupčanici jedan su od najčešćih, jednostavnih i učinkovitih zupčanika koji se koriste u primjenama u rasponu od malih uređaja do velikih industrijskih strojeva. Imaju jednostavan dizajn koji omogućuje laku proizvodnju i održavanje.

Konstrukcija čeličnih zupčanika uključuje cilindrične diskove sa zubima koji su ravni i paralelni s osi zupčanika. Ovi zupci zahvaćaju druge čelične zupčanike i prenose kretanje i snagu. 

Zupčanici s ravnim zupčanicima isplativi su zbog jednostavnog procesa proizvodnje. Mogu podnijeti velike nosivosti, što ih čini ekonomičnim izborom za mnoge primjene. Također imaju značajke kao što su precizna kontrola brzine i ravnomjerno kretanje, što ih čini praktičnim za primjene koje uključuju dosljedno rotacijsko gibanje.

Međutim, čelni zupčanici imaju i nekoliko nedostataka. Mogu biti bučni tijekom rada, što rezultira višim razinama vibracija. Još jedan nedostatak je stres uzrokovan kontaktom između zuba, što može rezultirati potencijalnim trošenjem tijekom vremena.

Što je spiralni zupčanik?

Spiralni zupčanici su bitni zupčanici koji su napredniji od cilindričnih zupčanika i nude nekoliko jedinstvenih prednosti. Obično se koriste u mehaničkim sustavima.

Zubi kosih zupčanika nisu ravni kao kod čeličnih zupčanika. Umjesto toga, rezani su pod kutom, tvoreći spiralu oko opsega zupčanika. Ovaj dizajn omogućuje postupno zahvaćanje zuba, što rezultira glatkijim i tišim radom od cilindričnih zupčanika.

Spiralni zupčanici pružaju značajne prednosti, kao što je njihova sposobnost podnošenja većih opterećenja uz održavanje glatkog gibanja. Spiralni zupci osiguravaju povećan kontakt površine i ravnomjerno raspoređuju opterećenje preko zuba zupčanika. Ova značajka povećava njihovu nosivost i smanjuje koncentraciju naprezanja koja je uobičajena u čeličnim zupčanicima. Također mogu prenositi snagu između neparalelnih osovina, nudeći veću fleksibilnost u rasporedu mehaničkih komponenti.

Međutim, značajan nedostatak spiralnih zupčanika je njihov proizvodni trošak. Njihov proizvodni proces složeniji je od procesa proizvodnje čeličnih zupčanika što može povećati troškove proizvodnje. Unatoč tome, njihova svestranost čini ih prikladnima za različite primjene, uključujući automobilske prijenose, industrijske strojeve i tešku opremu. 

Razlika između cilindričnog i spiralnog zupčanika

1. Zubi zupčanika s cilindričnim zupčanicima su ravni i paralelni s osi zupčanika, dok su zupci u kosim zupčanicima usječeni pod kutom i tvore spiralni oblik po obodu zupčanika.
2. Čelni zupčanici su bučni tijekom rada zbog izravnog zahvata zuba, dok spiralni zupčanici rade tiše i sa smanjenim vibracijama zbog postupnog zahvata zuba.
3. Čelni zupčanici su manje učinkoviti zbog većeg trenja između zuba tijekom zahvata, dok spiralni zupčanici nude visoku učinkovitost, posebno pri većim brzinama, jer smanjuju trenje i trganje.
4. Čelični zupčanici prikladni su za aplikacije s umjerenim opterećenjem, dok spiralni zupčanici mogu podnijeti veća opterećenja i koriste se u teškim aplikacijama.
5. Čelični zupčanici su najprikladniji za konfiguracije paralelnih vratila, dok se spiralni zupčanici mogu koristiti u konfiguracijama paralelnih i neparalelnih osovina.

Usporedba između cilindričnih i spiralnih zupčanika

Parametri usporedbe	Spur Gear	Helical Gear
Orijentacija zuba	Ravno i paralelno s osi zupčanika	Izrežite pod kutom i oblikujte oblik spirale oko opsega zupčanika
Buka	Bučan tijekom rada	Radite tiše uz smanjene vibracije
Učinkovitost	Manje	more
Aplikacije	Prikladno za aplikacije s umjerenim opterećenjem	Može podnijeti veća opterećenja i zahtjevne primjene
Raspored zupčanika	Konfiguracije paralelnih osovina	I paralelne i neparalelne konfiguracije vratila

Reference

1. https://asmedigitalcollection.asme.org/manufacturingscience/article-abstract/92/2/504/427379
2. https://wwwhttps://arc.aiaa.org/doi/pdf/10.2514/6.1994-3366.

Zadnje ažuriranje: 14. listopada 2023