Το παρελθόν και το παρόν των γραναζιών που εξηγούνται σε ένα άρθρο
Το παρελθόν και το παρόν των γραναζιών που εξηγούνται σε ένα άρθρο
Ήδη από το 350 π.Χ., ο διάσημος Έλληνας φιλόσοφος Αριστοτέλης κατέγραψε πληροφορίες για τα γρανάζια στα γραπτά του. Γύρω στο 250 π.Χ., ο μαθηματικός Αρχιμήδης εξήγησε στα έργα του τη χρήση ενός στροβίλου ατέρμονα σε μια ανυψωτική μηχανή. Υπολείμματα εργαλείων που χρονολογούνται από την αρχαιότητα σώζονται στα ερείπια του ρολογιού του νερού του Κτεσίβιου στο σημερινό Ιράκ.
Τα γρανάζια έχουν επίσης μακρά ιστορία στην Κίνα, με αρχεία που δείχνουν τη χρήση τους ήδη από το 400-200 π.Χ. Το άρμα καθοδήγησης που ανακαλύφθηκε σε αρχαία κινεζικά αντικείμενα αντικατοπτρίζει τον πυρήνα του μηχανισμού της μηχανικής συσκευής που βασίζεται σε συστήματα γραναζιών, επιδεικνύοντας επιτεύγματα στην αρχαία επιστήμη και τεχνολογία. Κατά τη διάρκεια της Ιταλικής Αναγέννησης στα τέλη του 15ου αιώνα, ο πολυμαθής Λεονάρντο ντα Βίντσι άφησε ανεξίτηλο σημάδι όχι μόνο στις πολιτιστικές τέχνες αλλά και στην ιστορία της τεχνολογίας εργαλείων. Πάνω από 500 χρόνια αργότερα, τα γρανάζια διατηρούν ακόμη τα πρωτότυπα που σχεδιάστηκαν εκείνη την εποχή. Μόλις στα τέλη του 17ου αιώνα οι άνθρωποι άρχισαν να μελετούν τα σωστά προφίλ των δοντιών για τη μετάδοση κίνησης. Μετά τη Βιομηχανική Επανάσταση του 18ου αιώνα, η μετάδοση με γρανάζια έγινε ολοένα και πιο διαδεδομένη στην Ευρώπη. Η ανάπτυξη αρχικά επικεντρώθηκε σε ελικοειδή γρανάζια και αργότερα σε ελικοειδή γρανάζια. Στις αρχές του 20ου αιώνα, τα ελικοειδή γρανάζια είχαν αποκτήσει κυριαρχία στις πρακτικές εφαρμογές. Οι μεταγενέστερες εξελίξεις περιελάμβαναν γρανάζια έλικας, γρανάζια κυκλικού τόξου, κωνικά γρανάζια και σπειροειδή γρανάζια.
Η σύγχρονη τεχνολογία ταχυτήτων έχει φτάσει σε αξιοσημείωτες προδιαγραφές: μονάδες μετάδοσης που κυμαίνονται από 0,004 έως 100 χιλιοστά, διάμετροι γραναζιών από 1 χιλιοστό έως 150 μέτρα, μετάδοση ισχύος έως 100.000 κιλοβάτ, ταχύτητες περιστροφής έως 100.000 περιστροφές ανά λεπτό και οι υψηλότερες περιστροφικές στροφές ανά λεπτό ανά δευτερόλεπτο.
Διεθνώς, οι συσκευές μετάδοσης ισχύος εξελίσσονται προς τη σμίκρυνση, τη λειτουργία υψηλής ταχύτητας και την τυποποίηση. Μερικά χαρακτηριστικά στο σχεδιασμό εργαλείων περιλαμβάνουν την εφαρμογή ειδικών γραναζιών, την ανάπτυξη συσκευών πλανητικών γραναζιών και την έρευνα για μηχανισμούς γραναζιών χαμηλών κραδασμών και χαμηλού θορύβου.
Τα γρανάζια διατίθενται σε διάφορους τύπους, που συνήθως ταξινομούνται με βάση τον προσανατολισμό των αξόνων γραναζιών. Γενικά χωρίζονται σε τρεις τύπους: γρανάζια παράλληλου άξονα, γρανάζια τεμνόμενου άξονα και γρανάζια μη τεμνόμενου άξονα.
Γρανάζια παράλληλου άξονα: Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει γρανάζια οδοντωτών τροχών, ελικοειδή γρανάζια, εσωτερικά γρανάζια, σχάρες και ελικοειδή τροχούς.
Γρανάζια τεμνόμενου άξονα: Παραδείγματα περιλαμβάνουν ίσια κωνικά γρανάζια, σπειροειδή κωνικά γρανάζια και γρανάζια μηδενικής μοίρας.
Γρανάζια χωρίς τεμνόμενο άξονα: Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει ελικοειδή γρανάζια μη τεμνόμενου άξονα, ατέρμονα γρανάζια και σχεδόν υποοειδή γρανάζια. Η απόδοση που αναφέρεται στον παραπάνω πίνακα αντιπροσωπεύει την απόδοση μετάδοσης, εξαιρουμένων των απωλειών όπως αυτές από τα ρουλεμάν και τη λίπανση. Τα γρανάζια σε ζεύγη γραναζιών παράλληλου άξονα και τεμνόμενου άξονα περιλαμβάνουν γενικά κύλιση, με ελάχιστη σχετική ολίσθηση, με αποτέλεσμα υψηλή απόδοση. Αντίθετα, τα γρανάζια μη τεμνόμενου άξονα, όπως τα ελικοειδή γρανάζια και τα ατέρμονα γρανάζια, βασίζονται στη σχετική ολίσθηση για την επίτευξη μετάδοσης ισχύος, που οδηγεί σε σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση, προκαλώντας μείωση σε σύγκριση με άλλα γρανάζια. Η απόδοση του κιβωτίου ταχυτήτων αναφέρεται στην απόδοση μετάδοσης υπό κανονικές συνθήκες συναρμολόγησης. Εάν δεν εγκατασταθεί σωστά, ειδικά σε περιπτώσεις λανθασμένων αποστάσεων στα συγκροτήματα κωνικών γραναζιών που οδηγούν σε σφάλματα στο σημείο τομής λοξότμησης, η απόδοση μπορεί να μειωθεί σημαντικά.
