Engranatges helicoïdals: una solució silenciosa per a transmissions d'-alta velocitat
Engranatges helicoïdals:Una solució silenciosa per a transmissions d'alta-velocitat. A finals del segle XIX, quan les locomotores de vapor superaven els 80 km/h, els problemes de soroll i vibració dels engranatges rectes es van fer insuportables. Aquí és on van entrar els engranatges helicoïdals: el seu perfil de dents és helicoïdal, com un engranatge recte tallat en trossos prims i retorçat en angle. Aquest disseny canvia el contacte de la superfície de la dent d'un punt a una línia, fent que el procés de mallat sigui tan gradual com dues persones s'estrenen la mà, reduint la força d'impacte en més d'un 60%.
Els principals avantatges es reflecteixen en tres aspectes:l'àrea de contacte és un 300% més gran que la dels engranatges rectes, augmentant la capacitat de càrrega 2-3 vegades; la força axial generada per l'angle de l'hèlix es pot compensar amb coixinets d'empenta, el que el fa adequat per a escenaris d'alta velocitat per sobre de 10.000 rpm; Les proves d'un fabricant d'equips d'energia eòlica van demostrar que el soroll d'una caixa de canvis helicoïdal és 15 dB més baix que el d'una caixa de canvis rectes, equivalent al canvi de soroll d'una ciutat ocupada a una biblioteca.
Tanmateix, aquest avantatge té un cost:El mecanitzat d'engranatges helicoïdals requereix una màquina especialitzada per fregar engranatges, que costa un 40% més que els engranatges rectes; la força axial augmenta la càrrega del coixinet, la qual cosa requereix coixinets de rodets cònics més cars. Els enginyers de Siemens a Alemanya van descobrir que descuidar l'equilibri de la força axial en conjunts d'engranatges helicoïdals pot escurçar la vida útil del coixinet en un 70%.
Les aplicacions típiques es troben al llarg de la-fabricació de gamma alta:motors de tracció-de ferrocarril d'alta velocitat, accionaments d'accessoris de motor d'avions i eixos de rectificadora de precisió. En els reductors de vehicles d'energia nova, els engranatges helicoïdals són estàndard-El reductor de segona-etapa de Tesla Model 3 utilitza engranatges helicoïdals amb un angle d'hèlix de 20 graus, aconseguint una eficiència de transmissió del 97%.
