Какие различия существуют между зубчатыми и цилиндрическими зубчатыми колесами?

в Формуле 1 и большинстве других автоспортов они используют прямолинейные передачи, как показано ниже.

в большинстве обычных автомобилей вы увидите винтовые зубчатые колеса, как показано ниже.

если оба зуба имеют одинаковую толщину, зубчатое колесо с прямым срезом сначала сломается при достаточном крутящем моменте Это если все остальные аспекты комплектов снаряжения одинаковы. изображение, показывающее, почему ниже.

Красный - это направление силы, и на зубчатой ​​передаче у него есть больше материала, который он должен сломать, чем зубчатая передача с прямым углом из-за угла резания.

Так зачем выбирать более слабые, более шумные механизмы для гонок и более тихие, более сильные механизмы для рулевых футбольных такси, как показано ниже?

Приведенное выше изображение может не отображать все обычные футбольные такси.

Отличный вопрос! Есть несколько основных отличий. Вот моя основная статья, из которой я вытащил.

Во-первых , прямозубые шестерни создают меньший поперечный крутящий момент, что позволяет двигателю создавать через них гораздо больший крутящий момент. Вот изображение, которое иллюстрирует поперечный крутящий момент винтовых зубчатых колес:

По мере движения зубчатых колес они также отталкиваются друг от друга, что вызывает увеличение трения и уменьшает количество энергии, которое может передаваться через них. Прямая цитата:

Основное преимущество использования зубчатых колес с прямым разрезом состоит в том, что они не создают осевой нагрузки. Эта «сила тяги» создается скользящим контактом между зубьями винтовых зубчатых колес. Это боковое усилие прикладывается к входному валу редуктора, который в конфигурациях с передним приводом затем преобразуется в карданные валы. Это сильно ограничивает величину крутящего момента, который может быть приложен к зубчатым колесам, прежде чем произойдет отказ других компонентов.

Таким образом, зубчатые колеса с прямой передачей эффективно позволяют размещать в автомобиле гораздо большие трансмиссии, не рискуя разрушить выходные валы и другие подшипники, создавая больший коэффициент безопасности внутри самой трансмиссии.

Во-вторых , зубчатые колеса более эффективны. В отличие от винтовых зубчатых колес, энергия подается напрямую и немедленно. На каждом обороте существует по существу одна точка контакта между шестернями для каждого зуба. Наоборот, на косозубых шестернях точки контакта постоянно меняются, вызывая увеличение трения.

В-третьих , прямозубые шестерни легче заменить и они менее тяжелые. Еще одна прямая цитата:

Прямозубые зубчатые колеса также намного проще собрать и производить менее катастрофические отказы, когда они действительно выходят из строя из-за их простой структуры. Тяжелые кожухи и валы трансмиссии должны использоваться с косозубыми шестернями, чтобы трансмиссия справлялась с дополнительной осевой нагрузкой, поэтому зубчатые колеса с прямым разрезом экономят грузы, что чрезвычайно важно при настройке автоспорта.

Затем нужно задуматься, почему кто-то использует винтовые зубчатые колеса. Это в основном сводится к двум вещам:

1. Винтовые зубчатые колеса обеспечивают более плавную передачу мощности, обеспечивая более приятную езду. Из статьи, упомянутой выше:

Работа зубчатых колес также довольно жестока при прямолинейном движении; передачи кажутся «грохочущими» на месте после каждого изменения и могут затруднить плавный отрыв или затруднить достойный запуск.

2. Они генерируют меньше шума, а также повышают качество обслуживания потребителей. От designworldonline.com :

Уровень шума винтовой зубчатой ​​передачи примерно на 10-12 дБ (A) ниже, чем у цилиндрической зубчатой ​​передачи. Это означает, что 16 винтовых редукторов генерируют столько же шума, сколько один цилиндрический редуктор