Vaihteet ovat perustavanlaatuisia mekaanisia komponentteja, joita käytetään lukemattomissa sovelluksissa valmistus-, auto-, robotiikka- ja ilmailuteollisuudessa. Näihin kuuluvatkartiohammaspyörät, kierrehammaspyörät ja lieriöhammaspyörät ovat kolme laajalti käytettyä tyyppiä, joista jokainen on suunniteltu tiettyihin tarkoituksiin. Niiden suunnitteluominaisuuksien ja erojen ymmärtäminen on avainasemassa oikean vaihteen valinnassa mekaaniseen järjestelmään.

Mikä on kartiopyörä

On olemassa useita tyyppejäkartiohammaspyörätmukaan lukien:

Suorat kartiohammaspyörätsuorilla hampailla ja yksinkertaisella kartiomaisella muodolla.

Spiraalikartiopyöräton suunniteltu kaarevilla hampailla, jotka takaavat tasaisemman ja hiljaisemman toiminnan, erityisesti suurilla nopeuksilla tai raskailla kuormilla.

Hypoidikartiopyörät Samankaltainen kuin spiraalimaiset kartiohammaspyörät, mutta akselit eivät leikkaa toisiaan; käytetään yleisesti autojen taka-akseleissa.

Kartiopyörät ovat ihanteellisia, kun vääntömomenttia on siirrettävä akseleiden välillä kulmassa, tehokkaasti ja kompaktisti.

Lieriöpyörät vs. kierukkapyörät
Vaikka kartiohammaspyörät toimivat leikkaavilla akseleilla, lieriöhammaspyörät ja kierrehammaspyörät ovat tyypillisesti rinnakkaisakseleihin tarkoitettuja laitteita. Hammasten leikkaustapa vaikuttaa kuitenkin merkittävästi niiden suorituskykyominaisuuksiin.

Lieripyörät
Lieriöpyörät ovat yksinkertaisimpia hammaspyöriä, joissa on suorat hampaat, jotka ovat pyörimisakselin suuntaiset. Niiden etuja ovat:

Yksinkertainen suunnittelu ja valmistus

Korkea tehokkuus vääntömomentin siirrossa

Sopii pienille ja kohtalaisille nopeuksille

Lieriöhammaspyörät kuitenkin aiheuttavat usein melua ja iskukuormia suurilla nopeuksilla hampaiden äkillisen kytkeytymisen vuoksi. Tämä tekee niistä vähemmän sopivia suuria nopeuksia tai kuormia vaativiin sovelluksiin.

Kierrevaihteet
Kierukkavaihteissa on sitä vastoin hampaat, jotka on leikattu kulmassa hammaspyörän akseliin nähden muodostaen kierteen. Tällä rakenteella on useita etuja:

Tasaisempi ja hiljaisempi toiminta asteittaisen hampaiden kytkeytymisen ansiosta

Suurempi kuormankantokyky, koska useampi hammas on kosketuksissa toisiinsa milloin tahansa

Parempi suorituskyky suurilla nopeuksilla

Kierrevaihteet tuottavat kuitenkin aksiaalista työntövoimaa, joka on otettava huomioon järjestelmän suunnittelussa sopivien laakereiden tai työntöaluslevyjen avulla. Ne ovat myös hieman monimutkaisempia ja kalliimpia valmistaa kuin lieriövaihteet.
Kartiohammaspyörät sopivat ihanteellisesti vääntömomentin suunnan muuttamiseen leikkaavien akseleiden välillä, yleensä 90 asteen kulmassa.

Lieriöpyörät ovat kustannustehokkaita ja sopivat yksinkertaisiin, pieninopeuksisiin ja kevyesti kuormitettaviin sovelluksiin, joissa käytetään rinnakkaisia ​​akseleita.

Kierukkavaihteettarjoavat paremman suorituskyvyn suuremmilla nopeuksilla, hiljaisemman melun ja tasaisemman toiminnan, mikä tekee niistä parempia vaativampiin ympäristöihin.

Oikean vaihdetyypin valinta riippuu sovelluksesi nopeudesta, kuormituksesta, akselin suunnasta ja melurajoituksista. Näiden erojen ymmärtäminen auttaa insinöörejä suunnittelemaan luotettavampia ja tehokkaampia mekaanisia järjestelmiä.