Jakie są różnice między zębatkami prostymi a śrubowymi?

w Formule 1 i większości innych sportów motorowych używają kół zębatych o przekroju prostym, jak pokazano poniżej.

w większości normalnych samochodów zobaczysz zębatki o spiralnym przekroju, jak pokazano poniżej.

jeśli oba zęby mają tę samą grubość, koło zębate prostoliniowe pęknie najpierw przy wystarczającym momencie obrotowym. Dzieje się tak, jeśli wszystkie inne aspekty zestawów narzędzi są takie same. obraz przedstawiający dlaczego poniżej.

Kolor czerwony to kierunek siły, a na przekładni śrubowej ma więcej rzeczy, które musi złamać, niż przekładnia o prostym cięciu ze względu na kąt cięcia.

Dlaczego więc wybierać słabsze, głośniejsze biegi do wyścigów i ciszej, mocniejsze biegi dla zwykłych taksówek piłkarskich, takie jak te przedstawione poniżej

Powyższy obraz może nie reprezentować wszystkich przyziemnych taksówek piłkarskich.

Świetne pytanie! Istnieje kilka podstawowych różnic. Oto mój główny artykuł, z którego czerpię.

Po pierwsze , proste koła zębate wytwarzają mniejszy moment obrotowy z boku na bok, dzięki czemu silnik może zapewnić znacznie większy moment obrotowy. Oto obraz, który ilustruje moment obrotowy śrubowych kół zębatych:

Podczas gdy koła zębate się poruszają, również się od siebie odsuwają, co powoduje wzrost tarcia i zmniejsza ilość mocy, którą można przez nie przenosić. Bezpośredni cytat:

Główną zaletą stosowania kół zębatych prostych jest to, że nie wytwarzają one obciążenia osiowego. Ta „siła nacisku” jest generowana przez ślizgowy kontakt między zębami śrubowych kół zębatych. Ta siła boczna jest przykładana do wału wejściowego skrzyni biegów, który w konfiguracjach z napędem na przednie koła przechodzi następnie na wały napędowe. To znacznie ogranicza moment obrotowy, który może być przyłożony przez koła zębate, zanim wystąpią awarie innych elementów.

Prostoliniowe przekładnie skutecznie pozwalają na umieszczenie znacznie większych zespołów napędowych w pojeździe bez ryzyka rozerwania się wałów wyjściowych i innych łożysk, co powoduje zwiększenie współczynnika bezpieczeństwa w samej przekładni.

Po drugie , przekładnie proste są bardziej wydajne. W przeciwieństwie do śrubowych przekładni energia jest przykładana bezpośrednio i natychmiast. Przy każdym obrocie istnieje zasadniczo jeden punkt styku między zębami dla każdego zęba. W przeciwieństwie do śrubowych kół zębatych punkty kontaktowe ciągle się zmieniają, generując wzrost tarcia.

Po trzecie , proste koła zębate są łatwiejsze do wymiany i są mniej ciężkie. Kolejny bezpośredni cytat:

Prosto cięte koła zębate są również znacznie łatwiejsze w montażu i powodują mniej katastrofalne awarie, gdy popełniają błąd ze względu na swoją prostą konstrukcję. Wytrzymałe obudowy przekładni i wały muszą być stosowane z przekładniami zębatymi śrubowymi, aby przekładnia mogła poradzić sobie z dodatkowym obciążeniem osiowym, dlatego proste przekładnie pozwalają zaoszczędzić mnóstwo masy, co jest niezwykle ważne w konfiguracji sportów motorowych.

Następnie trzeba się zastanawiać, dlaczego ktokolwiek używałby przekładni śrubowej. Zasadniczo sprowadza się do dwóch rzeczy:

1. Spiralne koła zębate umożliwiają płynniejsze przenoszenie mocy, zapewniając przyjemniejszą jazdę. Z wyżej wspomnianego artykułu:

Działanie kół zębatych jest również dość brutalne, gdy jest proste; koła zębate wydają się „uderzać” na miejscu po każdej zmianie i mogą utrudniać płynne odrywanie lub utrudniać porządne uruchomienie.

2. Generują mniej hałasu, a także poprawiają wrażenia konsumentów. Od designworldonline.com :

Poziom hałasu podczas uzębienia śrubowego jest około 10-12 dB (A) niższy niż uzębienie czołowe. Oznacza to, że 16 przekładni zębatych śrubowych generuje tyle hałasu, co pojedyncza przekładnia zębata czołowa