Hypoidiviiste vs. suora spiraaliviiste – mitä eroa niillä on?

Spiraalihammaspyöriä on monenlaisia, mutta hypoidikartiohammaspyörän ja suoran spiraalikartiohammaspyörän välillä on perustavanlaatuinen ero. Tässä artikkelissa kuvataan näiden kahden hammaspyörätyypin erot ja käsitellään niiden käyttöä. Käytetäänpä hammaspyöriä sitten teollisissa sovelluksissa tai kotona, on tärkeää ymmärtää, mitä kukin tyyppi tekee ja miksi se on tärkeä. Lopulta lopputuotteesi riippuu näistä eroista.

Hypoidikartiopyörät

Autokäytössä hypoidikartiopyörästöjä käytetään tasauspyörästössä, mikä mahdollistaa pyörien pyörimisen eri nopeuksilla säilyttäen samalla ajoneuvon ohjattavuuden. Tämä vaihteistokokoonpano koostuu hammaskehästä ja hammaspyörästä, jotka on asennettu kannattimeen muiden kartiopyörästöjen kanssa. Näitä vaihteistoja käytetään myös laajalti raskaassa kalustossa, apukoneissa ja ilmailuteollisuudessa. Alla on lueteltu joitakin hypoidikartiopyörästöjen yleisiä sovelluksia.
Autoteollisuudessa hypoidivaihteita käytetään yleisesti taka-akseleissa, erityisesti suurissa kuorma-autoissa. Niiden erottuva muoto mahdollistaa vetoakselin sijoittamisen syvemmälle ajoneuvoon, mikä laskee painopistettä ja minimoi sisätilojen häiriöt. Tämä rakenne tekee hypoidivaihteistosta yhden markkinoiden tehokkaimmista vaihteistotyypeistä. Erinomaisen hyötysuhteensa lisäksi hypoidivaihteita on erittäin helppo huoltaa, koska niiden kytkentä perustuu liukuvaan toimintaan.
Tasohöylätyillä hypoidihammaspyörillä on tyypillinen episykloidinen nousukaari pituusakselinsa suuntaisesti. Yleisin hypoidihammaspyörien hiontamenetelmä on puolitäydennysprosessi, jossa kupin muotoista hiomalaikkaa käytetään nousukäyrän korvaamiseen pyöreällä kaarella. Tällä menetelmällä on kuitenkin merkittävä haittapuoli – se tuottaa epätasaista aineenpoistoa. Lisäksi hiomalaikka ei pysty viimeistelemään koko hampaan pintaa.
Hypoidivaihteen etuja kartiohammaspyörään verrattuna ovat suurempi kosketussuhde ja suurempi siirtomomentti. Näitä vaihteita käytetään pääasiassa autojen käyttöjärjestelmissä, joissa yhden hypoidivaihteparin suhde on suurin. Hypoidivaihteistoa voidaan lämpökäsitellä kestävyyden lisäämiseksi ja kitkan vähentämiseksi, mikä tekee siitä ihanteellisen valinnan sovelluksiin, joissa nopeus ja tehokkuus ovat kriittisiä.
Samaa spiraalikartiohammaspyörissä käytettyä tekniikkaa voidaan käyttää myös hypoidikartiohammaspyörille. Tämä työstötekniikka käsittää kahden lastun rouhinnan ja yhden lastun viimeistelyn. Hypoidihammaspyörien jakoväli on jopa 2500 mm. Rouhinta- ja viimeistelytoimenpiteet voidaan yhdistää samalla jyrsimellä, mutta hypoidihammaspyörille suositellaan kahden lastun työstöprosessia.
Hypoidivaihteiston edut kartiohammaspyöriin verrattuna perustuvat pääasiassa tarkkuuteen. Hypoidivaihteen käyttö, jonka välys on vain kolme kaariminuuttia, on tehokkaampaa kuin kartiohammaspyörän käyttö, jonka välys on kuusi kaariminuuttia. Tämä tekee hypoidivaihteista varteenotettavamman vaihtoehdon liikkeenohjausmarkkinoilla. Jotkut saattavat kuitenkin väittää, että hypoidivaihteet eivät ole käytännöllisiä autokokoonpanoissa.
Hypoidivaihteilla on ainutlaatuinen muoto – kartio, jonka hampaat eivät ole yhdensuuntaiset. Niiden jakopinta koostuu kahdesta pinnasta – kartiomaisesta pinnasta ja linjaa koskettavasta pyörimispinnasta. Kaiverrettu kartio on yleinen korvike hypoidikartiovaihteiden linjaa koskettavalle pinnalle, ja siinä on pistemäiset kosketukset viivojen sijaan. 1920-luvun alussa kehitettyjä hypoidikartiovaihteita käytetään edelleen raskaiden kuorma-autojen voimansiirrossa. Niiden suosion kasvaessa niitä käytetään yhä enemmän myös teollisessa voimansiirrossa ja liikkeenohjauksessa.

Suorat spiraalimaiset kartiohammaspyörät

Kartiohammaspyörien ja perinteisten, ei-kierrevaihteisten välillä on monia eroja. Kartiohammaspyörät ovat aina kuperapäisiä eivätkä koskaan konjugoituja, mikä rajoittaa kosketusjännityksen jakautumista. Kartiohammaspyörän kierteinen muoto on myös suunnittelutekijä, samoin kuin sen pituus. Kierteisellä muodolla on kuitenkin paljon etuja. Alla on lueteltu muutamia niistä.
Kartiohammaspyöriä on yleensä saatavana 1,5–2500 mm:n nousuilla. Ne ovat erittäin tehokkaita ja saatavilla myös laajalla valikoimalla hammas- ja moduuliyhdistelmiä. Kartiohammaspyörät ovat erittäin tarkkoja ja kestäviä, ja niillä on pienet kierukkakulmat. Nämä ominaisuudet tekevät niistä erinomaisia ​​tarkkuussovelluksiin. Jotkut rattaat eivät kuitenkaan sovi kaikkiin sovelluksiin. Siksi sinun tulee miettiä tarvitsemasi kartiohammaspyörän tyyppiä ennen ostamista.
Kierrevaihteisiin verrattuna suoria kartiohammaspyöriä on helpompi valmistaa. Varhaisin näiden hammaspyörien valmistusmenetelmä oli indeksointipäällä varustetun höylän käyttö. Nykyaikaisten valmistusprosessien, kuten Revacycle- ja Coniflex-järjestelmien, kehittymisen myötä valmistajat ovat kuitenkin pystyneet valmistamaan näitä hammaspyöriä tehokkaammin. Joitakin näistä hammaspyöristä käytetään herätyskelloissa, pesukoneissa ja ruuvimeisseleissä. Ne ovat kuitenkin erityisen meluisia eivätkä sovellu autokäyttöön.
Suora kartiopyörä on yleisin kartiopyörätyyppi, kun taas kierukkavaihteessa on koverat hampaat. Tämä kaareva rakenne tuottaa suuremman vääntömomentin ja aksiaalisen työntövoiman kuin suora kartiopyörä. Suorat hampaat voivat lisätä laitteiden rikkoutumis- ja ylikuumenemisriskiä ja ovat alttiimpia rikkoutumiselle. Kierukkavaihteet ovat myös kestävämpiä ja kestävät pidempään kuin kierukkavaihteet.
Spiraali- ja hypoidikartiopyörästöjä käytetään sovelluksissa, joissa kehänopeudet ovat suuria ja kitka on erittäin pieni. Niitä suositellaan sovelluksiin, joissa melutasot ovat olennaisia. Hypoidipyörästöt sopivat sovelluksiin, joissa ne voivat siirtää suurta vääntömomenttia, vaikka kierukkapyörästö on jarrutuksen kannalta vähemmän tehokas. Tästä syystä spiraalikartiopyörästöt ja hypoidipyörät ovat yleensä kalliimpia. Jos suunnittelet uuden vaihteen ostamista, on tärkeää tietää, mikä niistä sopii kyseiseen sovellukseen.
Kartiohammaspyörät ovat kalliimpia kuin tavalliset kartiohammaspyörät, ja niiden rakenne on monimutkaisempi kuin kartiohammaspyörän. Niiden etuna on kuitenkin se, että ne ovat yksinkertaisempia valmistaa ja ne tuottavat vähemmän melua ja tärinää. Niissä on myös vähemmän hiottavia hampaita, minkä ansiosta ne eivät ole yhtä meluisia kuin kartiohammaspyörät. Tämän rakenteen tärkein etu on niiden yksinkertaisuus, koska niitä voidaan valmistaa pareittain, mikä säästää rahaa ja aikaa.
Useimmissa sovelluksissa kierukkavaihteilla on etuja suoriin vastineisiinsa verrattuna. Ne tarjoavat tasaisemmin jakautuneen hammaskuorman ja kantavat enemmän kuormaa ilman pintaväsymistä. Hampaiden kierrekulma vaikuttaa myös työntövoimaan. On mahdollista valmistaa suora kierukkavaihteisto kahdella kierukka-akselilla, mutta ero on kuhunkin yksittäiseen hampaaseen kohdistettavan työntövoiman määrässä. Sen lisäksi, että kierrekulma on vahvempi, se tarjoaa saman hyötysuhteen kuin suora kierukkavaihteisto.

Hypoidivaihteet

Hypoidivaihteistojen ensisijainen käyttökohde on autoteollisuus. Niitä löytyy tyypillisesti henkilöautojen taka-akseleista. Nimi on johdettu hammaspyörän vasemmalle päin olevasta kierrekulmasta ja kruunun oikealle päin olevasta kierrekulmasta. Hypoidivaihteissa on myös etusijalla oleva painopiste, mikä pienentää autojen sisätilaa. Hypoidivaihteita käytetään myös raskaissa kuorma-autoissa ja linja-autoissa, joissa ne voivat parantaa polttoainetehokkuutta.
Hypoidi- ja kierukkavaihteet voidaan valmistaa tasojyrsinnällä, prosessilla, joka tuottaa erittäin tarkkoja ja sileäpintaisia ​​osia. Tämä prosessi mahdollistaa tarkat kylkipinnat ja ennalta suunnitellut helpotuspinnat. Nämä prosessit parantavat myös hammaspyörien mekaanista kestävyyttä 15:llä 20%:stä. Lisäksi ne voivat vähentää melua ja parantaa mekaanista tehokkuutta. Kaupallisissa sovelluksissa hypoidivaihteet sopivat ihanteellisesti hiljaisen toiminnan varmistamiseksi.
Konjugoitu rakenne mahdollistaa pituus- tai profiilipoimutettujen hypoidivaihteistojen valmistuksen. Sen ominaisuus tekee vaihdelaatikosta epäherkän vaihdekotelon epätarkkuuksille ja kuormituksen taipumille. Lisäksi poimutus antaa valmistajalle mahdollisuuden säätää käyttösiirtymiä haluttujen tulosten saavuttamiseksi. Nämä edut tekevät hypoidivaihteista halutun vaihtoehdon monille teollisuudenaloille. Mitkä ovat hypoidivaihteiden edut kierukkavaihteissa?
Hypoidivaihteen rakenne on samanlainen kuin perinteisen kartiopyörän. Sen jakopinnat ovat hyperboliset kartiomaisten sijaan, ja hampaat ovat kierteiset. Tämä kokoonpano mahdollistaa myös suuremman hammaspyörän kuin vastaavan kartiopyörän. Hypoidivaihteen yleinen rakenne mahdollistaa suuren halkaisijan omaavat akselit ja suuren hammaspyörän. Sitä voidaan pitää kartiopyörän ja matovaihteen yhdistelmänä.
Henkilöautoissa hypoidivaihteet ovat lähes yleismaailmallisia. Niiden tasaisempi toiminta, lisääntynyt hammaspyörän lujuus ja pienempi paino tekevät niistä halutun vaihtoehdon moniin ajoneuvosovelluksiin. Ja matalampi ajoneuvon kori madaltaa myös ajoneuvon koria. Nämä edut ovat saaneet kaikki suuret autonvalmistajat siirtymään hypoidivetoakseleihin. On syytä huomata, että ne ovat vähemmän tehokkaita kuin kartiopyöräiset vastineensa.
Hypoidivaihteen perusominaisuus on, että se koskettaa toisiaan linjamaisesti koko kosketusalueella. Toisin sanoen, jos hammaspyörä ja kehäpyörä pyörivät kulma-askeleen verran, linjakosketus säilyy koko niiden kosketusalueella. Tuloksena oleva välityssuhde on yhtä suuri kuin hammaspyörän ja kehäpyörän kulma-askeleet. Siksi hypoidivaihteita kutsutaan myös vinohammaspyöriksi.

editor by CX 2023-05-10