Co je to čelní ozubené kolo?

Čelní ozubené kolo je nejjednodušší a nejběžnější typ zařízení. Jde v podstatě o disk s řadou rovnoměrných zubů vyčnívajících podél vnější hrany. Čelní ozubené kolo se používá v mnoha běžných zařízeních, od malých plastových v navíječských hračkách až po velké kovové verze používané v průmyslových pračkách.

Účelem jakéhokoli rychlostního stupně je převést rychlost motoru na rotační sílu nebo točivý moment potřebný k tomu, aby zařízení fungovalo. Proces převádění otáček na točivý moment je známý jako redukce převodových stupňů, protože rychlost motoru je přiváděna na ozubená kola a poté redukována před výstupem do rotačního zařízení. Rotační síla řady ozubených kol je obvykle psána jako poměr.

Aby bylo dosaženo redukce, musí spolupracovat nejméně dva rychlostní stupně. Malé ozubené kolo a větší ozubené kolo jsou uspořádány vedle sebe, přičemž zuby zabírají. Čelní ozubené kolo musí být vždy umístěno na hřídeli, která je rovnoběžná s hřídelí jeho pomocného čelního ozubeného kola, aby zuby správně zapadly. Jiné typy ozubených kol, jako jsou spirálová a kuželová ozubená kola, mohou pracovat v různých úhlech.

Hřídel připojená k menšímu převodu se otáčí motorem, který otáčí. Protože zuby malého ozubeného kola jsou spojeny se zuby většího čelního ozubeného kola, nemůže se první ozubené kolo otáčet, aniž by otáčelo také svého společníka. Důležitým bodem je to, že protože první rychlostní stupeň je menší než druhý rychlostní stupeň, musí se otáčet více než jednou, aby druhý rychlostní stupeň dokončil úplné otáčení. Rychlost motoru se tak stává rotační silou. Pro ještě větší snížení převodového stupně lze použít řadu několika převodových stupňů.

Čelní ozubená kola mají výhodu oproti jiným druhům ozubených kol, protože mají jednoduchou konstrukci a jejich výroba je levná. Mohou být vyrobeny z jakéhokoli tvrdého materiálu z plastu na ocel, ale mají několik nevýhod, pokud jde o funkčnost. Když se dvě čelní kola otáčí společně, mají tendenci vydávat hodně hluku. Je to proto, že se zuby rychle navzájem udeří. Při vysokých rychlostech vytvářejí čelní ozubená kola šum, který je činí nevhodnými pro použití v zařízeních, u kterých je hluk považován za důležitý. Další nevýhoda čelních ozubených kol spočívá v tom, že musí být umístěna na paralelních hřídelích, což vytváří určitá konstrukční omezení.