Spiralformede gear: En støjsvag løsning til høj-transmissioner
Helical Gears:En stille løsning til høj-transmissioner. I slutningen af det 19. århundrede, da damplokomotiver oversteg 80 km/t, blev støj- og vibrationsproblemerne med cylindriske tandhjul uudholdelige. Det var her spiralformede tandhjul kom ind - deres tandprofil er spiralformet, som et cylindrisk tandhjul skåret i tynde stykker og snoet i en vinkel. Dette design ændrer tandoverfladekontakten fra et punkt til en linje, hvilket gør indgrebsprocessen lige så gradvis som to personer, der ryster hænder, hvilket reducerer slagkraften med mere end 60 %.
Kernefordelene afspejles i tre aspekter:kontaktområdet er 300 % større end for cylindriske tandhjul, hvilket øger belastningskapaciteten med 2-3 gange; den aksiale kraft, der genereres af helixvinklen, kan udlignes af tryklejer, hvilket gør den velegnet til højhastighedsscenarier over 10.000 rpm; en producent af vindkraftudstyr viste, at støjen fra en skrueformet gearkasse er 15 dB lavere end fra en cylindrisk gearkasse, hvilket svarer til støjskiftet fra en travl by til et bibliotek.
Denne fordel har dog en pris:bearbejdning af spiralgear kræver en specialiseret tandhjulsmaskine, der koster 40 % mere end cylindriske tandhjul; den aksiale kraft øger lejebelastningen, hvilket kræver dyrere koniske rullelejer. Ingeniører hos Siemens i Tyskland opdagede, at en forsømmelse af aksialkraftbalancen i skrueformede gearsæt kan forkorte lejernes levetid med 70 %.
Typiske applikationer findes i hele-avanceret fremstilling:højhastighedsskinnetrækmotorer, tilbehørsdrev til flymotorer og præcisionsslibemaskinespindler. I nye reduktionsgear til energikøretøjer er spiralformede gear standard-Tesla Model 3's andet-trinsreduktionsgear bruger spiralformede gear med en 20 graders spiralvinkel, hvilket opnår en transmissionseffektivitet på 97 %.
