Ελικοειδή γρανάζια: Μια αθόρυβη λύση για μεταδόσεις υψηλής-ταχυτήτων
Ελικοειδή γρανάζια:Μια ήσυχη λύση για μεταδόσεις υψηλής-ταχύτητας. Στα τέλη του 19ου αιώνα, όταν οι ατμομηχανές ξεπέρασαν τα 80 km/h, τα προβλήματα θορύβου και κραδασμών των οδοντωτών τροχών έγιναν αφόρητα. Εδώ μπήκαν τα ελικοειδή γρανάζια - το προφίλ των δοντιών τους είναι ελικοειδές, σαν ένα γρανάζι κομμένο σε λεπτά κομμάτια και στριμμένο υπό γωνία. Αυτός ο σχεδιασμός αλλάζει την επαφή της επιφάνειας του δοντιού από ένα σημείο σε μια γραμμή, καθιστώντας τη διαδικασία δικτύωσης τόσο σταδιακή όσο δύο άτομα κάνουν χειραψία, μειώνοντας τη δύναμη κρούσης κατά περισσότερο από 60%.
Τα βασικά πλεονεκτήματα αντικατοπτρίζονται σε τρεις πτυχές:η περιοχή επαφής είναι 300% μεγαλύτερη από αυτή των οδοντωτών τροχών, αυξάνοντας την ικανότητα φόρτωσης κατά 2-3 φορές. Η αξονική δύναμη που δημιουργείται από τη γωνία της έλικας μπορεί να αντισταθμιστεί από ρουλεμάν ώθησης, καθιστώντας την κατάλληλη για σενάρια υψηλής ταχύτητας άνω των 10.000 σ.α.λ. οι δοκιμές ενός κατασκευαστή εξοπλισμού αιολικής ενέργειας έδειξαν ότι ο θόρυβος ενός ελικοειδούς κιβωτίου ταχυτήτων είναι 15 dB χαμηλότερος από εκείνον ενός κιβωτίου ταχυτήτων κινητήρων, που ισοδυναμεί με την αλλαγή θορύβου από μια πολυσύχναστη πόλη σε μια βιβλιοθήκη.
Ωστόσο, αυτό το πλεονέκτημα έχει ένα κόστος:Η κατεργασία ελικοειδών γραναζιών απαιτεί μια εξειδικευμένη μηχανή κοπής γραναζιών, η οποία κοστίζει 40% περισσότερο από τους οδοντωτούς τροχούς. η αξονική δύναμη αυξάνει το φέρον φορτίο, απαιτώντας ακριβότερα κωνικά ρουλεμάν. Μηχανικοί στη Siemens στη Γερμανία ανακάλυψαν ότι η παραμέληση της ισορροπίας αξονικής δύναμης στα ελικοειδή σετ γραναζιών μπορεί να μειώσει τη διάρκεια ζωής του ρουλεμάν κατά 70%.
Τυπικές εφαρμογές βρίσκονται σε όλη την-κατασκευή υψηλών προδιαγραφών:κινητήρες έλξης σιδηροτροχιών υψηλής-ταχύτητας, κινητήρες αξεσουάρ κινητήρων αεροσκαφών και άξονες μηχανών λείανσης ακριβείας. Στους μειωτήρες οχημάτων νέας ενέργειας, τα ελικοειδή γρανάζια είναι στάνταρ-Ο μειωτήρας δεύτερου σταδίου-της Tesla Model 3 χρησιμοποιεί ελικοειδή γρανάζια με γωνία έλικας 20 μοιρών, επιτυγχάνοντας απόδοση μετάδοσης 97%.
