Kulmavaihteet, niiden käyttö ja valmistus

Vaihteita käytetään ihmiskunnan pitkään, tämä tapa kommunikoida pyörimisenergia on yleisin mekaniikka.

Nämä mekanismit siirtävät liikettä yhdestä akselista toiseen, tavallisesti pyörimisnopeuden muutoksen yksikköajasta. Kiinnitysvälineet ja liikkeen viestin välittömät elementit ovat joko pyörät tai lamellit, joissa on urat ja erityiset muotoiset ulkonemat, jotka leikkaavat niiden työpinnoilla.

Kahdesta pyöreästä elementistä, jotka ovat vuorovaikutuksessa voimansiirrossa, on yksi suurempi halkaisija, jota kutsutaan yleensä pyöriksi, ja toinen on vaihde, vaikka ne ovat olennaisesti molemmat hammaspyörät.

Riippuen siitä, onko tehtävä asetettu vähennysventtiilillä vaihtamaan pyörimisnopeutta tai päinvastoin vähentämistä, ajo on joko pyörä tai vaihde.

Nykyaikaiset rakennusmateriaalit mahdollistavat sellaisten vaihteiden luomisen, jotka pystyvät muuttamaan tehon 36 miljoonaan wattia.

Mekanismien vaatimukset ovat erilaiset, ja siksi vaihtovelkojen eri muodot ovat hyvin suuret. Pyörimisakselit voivat olla yhdensuuntaisia, ristikkäisiä tai leikkaavia, riippuen siitä, onko sylinterimäisiä, kierteisiä, matoja tai vinoviivoja. Jälkimmäisen ominaisuus on kyky kommunikoida akselin pyörimistä, joka sijaitsee oikealla kulmalla johtavaan akseliin nähden. Tätä mahdollisuutta tarvitaan usein erilaisissa mekanismeissa, esimerkiksi mekaanisen energian siirto auton potkuriakselilta ajopyörille suoritetaan juuri tällaisella kinemaattisella järjestelmällä.

Useimmiten viisteharjoilla on suorat säteittäiset leikkausharjat (tangentiaalinen). Jos etu- ja takareikat eivät leikkaa, niin tällainen vähennysventtiili on nimeltään hypoidi. Tällaisten mekanismien käyttö taka-akselin suunnittelussa johtuu kehittäjien halusta tehdä auton kokonaispainopisteen alhaisemmaksi, jotta se olisi vakaampi.

Hihnapyörän lisäksi käytetään muita vaihteita, esimerkiksi spiraalileikkauksella.

Lisäksi kartiomaiset lähetykset mahdollistavat pyörimisen siirtymisen paitsi suorassa, myös lähes muussa kulmassa, tylpät tai terävät.

Kaltevuutosten tekeminen on suunnilleen sama kuin lieriömäiset vaihteet, mutta työkappale on melko monimutkainen muoto. Se koostuu kahdesta katkaistusta kartiosta, joilla on yhteinen suuri pohja yhdellä akselilla. Muodostuskartiot ovat suorassa kulmassa. Hampaiden profiili näkyy selvästi kartiomaisen pyörän ei-työskentelevällä puolella ja hampaan leveys pienenee kehästä keskelle. Tuotantomateriaali on erityinen teräs, kulutusta kestävä ja erittäin kova.

Leikkuuprofiili on vyölukko, joka muodostaa mekaanisen rasituksen tasaisimman pyörimisen, tasaisen kulumisen ja maksimijakauman hampaiden kosketuksen hetkellä.

Vaihtelevan profiilin muotoisia vaihteistoja on vaikea valmistaa, ja niiden tuottamiseen käytetään konekäyttöisiä koneita.