Зупчаник
• семинарски рад из предмета Истраживачки рад у машинству •
РЕЗИМЕ
Зупчасти преносници преносе кретање и обртни момент са једног вратила на
друго помоћу тзв. везе обликом коју чини спрега зубаца зупчаника. При томе се врши и
одређена трансформација броја обртаја и обртног момента. Зупчасте преноснике
можемо класификовати према облику зубаца, положају оса вратила, преносном
односу погонског и гоњеног зупчаника. У овом раду је дата класификација зупчаника
по стандарду ЈУС. М.Ц1.015, затим преглед најважнијих кинематских величина које
фигуришу у прорачунима зупчастих преносника. Приказана су оптерећења зубаца и
силе које се јављају при спрезању два зупчаника.
Кључне речи:
зупчасти преносници, машински елементи, механички преносници,
зупчасти пар.
ABSTRACT
Gearboxes transmit movement and torque from one shaft to another using the so-
called. The links form the shape of a toothed gears. There is also a certain transformation of
the speed and torque. The gear gears can be classified according to the shape of the teeth,
the position of the shaft axis, the gear ratio of the driven and driven gear. In this paper, the
classification of the gears according to the standard JUS. M.C1.015 is given, then the
overview of the most important kinematic values that are figured in the calculations of the
gears. The loads of the teeth and forces that occur when the two gears are engaged are
shown.
Key words:
gearbox, mechanical elements, mechanical transmission, meshing gears.
1
1. Увод
Погонски системи имају значајну улогу у машинској индустрији. Захваљујући
дугогодишњим истраживањима и искуствима, данас је могуће извршити оптималан
избор погонске машине као и начин њеног прилагођавања радној машини. Зато је
потребно изузетно добро познавање конструкционих карактеристика погонских
елемената. У савременом машинству су у употреби различите врсте погона и то:
механички, електрични, топлотни, хидраулични, пнеуматски као и њихове
комбинације.
За правилан избор погонске машине потребно је добро познавати утицај појединих
погонских елемената на преносне величине. Пренос механичке енергије од погонске до
радне машине врши се посредством трансмиционих вратила, спојница и преносника.
Често је неопходна промена броја обртаја радне машине у самом процесу
експлоатације, као и код неких машина као и транспортних система положај оса
вратила се мења у току експлоатације, из наведених разлога, преносници имају
изузетно велику примену у савременом машинству.
Ако се пренос снаге између погонске и радне машине заснива на механичком
принципу онда је реч о механичким преносницима који су свакако и најзаступљенији.
У савременој пракси се најчешће користе: зупчасти преносници, ланчани преносници,
фрикциони преносници, каижни преносници, зупчасти ремени преносници, кардански
преносници, навојни преносници.
У овом раду ће бити реч о зупчастим преносницима, зупчаницима, који су
механички преносници који кретање и обртни момент преносе помоћу везе облика.
Поступак избора преносника за конкретну примену није ни мало једноставан
задатак који највише зависи од постављених захтева. Уколико су доминантни захтеви
мале димензије, константан преносни однос, велики степен искоришћења, велика
издржљивост и трајност у раду, низак ниво буке и вибрација, онда су свакакао
зупчасти преносници у предности у односу на све остале типове преносника и
најзаступљенији у пракси.
Све већу примену у савременој индустрији имају планетарни преносници (зупчасти
преносници за унутрашњим озубљењем), посебно код борбених средстава,
транспортних уређаја, алатних машина. Њихове предности у односу на зупчасте
преноснике са споњашњим озубљењем су мање димензије, мања оптерећења, већи
степен спрезања. [1]
2
2. Историјски развој
Зупчаници су били логичан наставак након открића точка. Они се сматрају једдним
од највећих открића након точка и полуге. Данас не можемо ни један дан у животу
човека да замислимо, а да у неком уређају не постоји зупчасти механизам. Транспорт,
производња, трансформација енергије су немогући без употребе зупчаника. Употреба
зупчаника је толико честа да се ретко запитамо од када се користе и одакле потичу.
У незваничним записима постоје подаци да су у Кини користили прве
диференцијалне механизме (системе зупчаника) око 800 година п.н.е. који су били од
дрвета. Док око 100 године п.н.е. Грци су имали прве металне зупчанике. Користили су
их у својим астрономским календарима који се сматрају једним од првих открића који
воде ка рачунарима. Механизам Антикитхера је најстарија позната машина које је
користила зупчасте преноснике, механизам пронађен је 1900. године у олупини уз
обалу грчког острва Антикитхера, неки делови овог механизма су приказани на слици
1. Механизам садржи више од 30 зупчаника за сложене астрономске прорачуне
времена. У каснијим вековима, зупчасти преносници су били једни од најважнијих
делова модерних механизама, инкорпориран и у скоро све механизме, машине и
возила.
Слика 1.
Археолошки проналасци механизма Антикитхера [2]
Међутим, научници са Кембриџа су у биолошким истраживањима пронашли
посебну врсту инсеката које за своје кретање користе систем спрезања зупчаника. Три
милиментра мали инстекти, из породице скакаваца (
lat. Issus Celeoptratus
), имају задње
ноге на којима имају озубљења и користe их тако да се задњим ногама одбаце тачно у
истом тренутку. Ово је први пут да су научници у природи доказали постојање
механизма зупчаника, за које се до сад веровало да представљају искључив проналазак
људског ума. [2]
