齒輪是卡車中最常見的零部件之一,,大多應(yīng)用于變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī),、后橋等重要組件,。齒輪的功能豐富,能夠讓動(dòng)力向著的任意方向傳導(dǎo),,也能瞬間改變轉(zhuǎn)速和扭矩,,可以說沒有齒輪就沒有現(xiàn)代汽車文明。
然而在齒輪的所有類別中,,斜齒輪又是極其獨(dú)特的一支,,以至于為車輛以及航天領(lǐng)域的發(fā)展提供了極大的幫助,那么它的出現(xiàn)究竟給我們的生活帶來了哪些驚喜和挑戰(zhàn),?我們今天就來好好聊一聊,。
到底什么是斜齒輪?
斜齒輪這個(gè)名稱主要是區(qū)別于直齒輪,,顧名思義是“帶有傾斜齒牙的齒輪”,,這類齒輪的齒面并非與軸向平行,而是有一定的夾角,,也正是因?yàn)橛辛诉@個(gè)夾角,,才讓斜齒輪擁有了多種不同于直齒輪的特性。
斜齒輪有哪些優(yōu)點(diǎn),?
在汽車領(lǐng)域,,斜齒輪被大量應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱等機(jī)械組件中,主要的效果是增加嚙合性,,使得傳動(dòng)更加平穩(wěn),。
從機(jī)械特性來講,直齒輪之間的工作方式是一個(gè)“突然加載-突然退出”的無限循環(huán),,要么不嚙合,,一旦嚙合就會(huì)釋放最大的扭力,。
而斜齒輪由于齒牙傾斜的緣故,每個(gè)齒牙的嚙合過程都采用的是漸進(jìn)式接觸,,接觸區(qū)域從點(diǎn)擴(kuò)散至面,,嚙合扭力也是從小變大,再?gòu)拇笞冃 ?/font>
采用斜齒輪的變速箱換擋沖擊小,、更平順,、噪音更低
放到用戶體驗(yàn)的層面來講,斜齒輪能夠起到減小換擋沖擊的作用,,使得車輛在行駛中更加平順,,頓挫感更加不明顯,與此同時(shí)噪音也更低,。
毫不夸張的說,,斜齒輪的大量應(yīng)用是汽車發(fā)展歷史中一件重要舉措,它代表著汽車研發(fā)工作開始向著用戶的舒適性層面拓展,,而不是單純追求車輛的機(jī)械水平,。
重載優(yōu)勢(shì)明顯 國(guó)內(nèi)早已開發(fā)斜齒變速箱
在性能提升方面,斜齒輪相比直齒輪有更大的重合度(隨齒輪寬度,、螺旋角的增大而增大),,由此為車輛帶來的是更強(qiáng)的承載能力,可負(fù)載的極限扭力更大,,故在高速重載領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)非常明顯,。
很長(zhǎng)時(shí)間以來,“重載”一直都是中國(guó)道路運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵標(biāo)簽之一,,而正因?yàn)樾饼X輪在重載工況下有著突出的表現(xiàn),,卡車生產(chǎn)廠家也在很早之前就開始了斜齒輪在變速箱當(dāng)中的應(yīng)用。
重汽款副軸斜齒變速箱HW19710XS
早在2009年,,中國(guó)重汽就突破了雙副軸斜齒“對(duì)齒”技術(shù)難關(guān),,成功研發(fā)出了HW19710XS變速箱,從而為開發(fā)全斜齒全同步器變速箱奠定了基礎(chǔ),。
法士特S系列全斜齒變速箱
說到我國(guó)的全斜齒全同步器變速箱,,法士特的S系列產(chǎn)品絕對(duì)稱得上是代表性產(chǎn)品,它不僅是法士特首款能夠承受2400NM以上扭矩的變速箱,,同時(shí)也是國(guó)內(nèi)最早一批匹配500馬力以上發(fā)動(dòng)機(jī)的變速箱之一,。
體積更小、齒數(shù)更少 航天領(lǐng)域大量應(yīng)用
除了以上所提到的幾個(gè)針對(duì)卡車行業(yè)的優(yōu)點(diǎn),,斜齒輪由于結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì),,在航空航天領(lǐng)域也有著重大的貢獻(xiàn)。這是由于斜齒輪具有“不根切的最少齒數(shù)少”這一特點(diǎn),,也就是說在保證齒輪正常嚙合的前提下,,齒數(shù)可以更少、齒輪體積可以被做得更小,。
而諸如火箭,、飛機(jī)、人造衛(wèi)星等精密航天器材,,對(duì)重量,、結(jié)構(gòu)體積、傳動(dòng)性能有著嚴(yán)苛的要求,,自然也會(huì)盡可能多的使用斜齒輪來滿足設(shè)計(jì)要求,。
軸向力太煩人? 礦山機(jī)械采用“人”字形齒輪
然而任何事物都有它的兩面性,,斜齒輪也是如此,,同樣是由于齒面傾斜的緣故,這類齒輪在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向力,,并且螺旋角越大軸向力也越明顯,,因此其傳動(dòng)效率并不如直齒輪那么高,長(zhǎng)時(shí)間嚙合的磨損也比直齒輪更加嚴(yán)重,。
“人”字形齒輪被大量應(yīng)用在礦山機(jī)械中
雖然斜齒輪的磨損可以通過改進(jìn)齒輪材質(zhì)來解決,,但軸向力卻是物理定律的必然結(jié)果。在卡車領(lǐng)域中,,斜齒輪所產(chǎn)生的軸向力較小,,并不足以影響車輛的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而在礦山機(jī)械等特大功率設(shè)備中,,人們更多應(yīng)用的是“人”字形齒輪,,此類齒輪既具備斜齒輪的高承載力,又通過兩組螺旋的反向結(jié)合抵消了軸向力,。
齒輪的歷史極為悠久,,我國(guó)早在漢代初期就開始了斜齒輪與“人”字形齒輪的應(yīng)用,它們不僅構(gòu)成了人類最早的工具,,同時(shí)也是當(dāng)今最精密的機(jī)械所不可或缺的重要部件,,并且也將在未來繼續(xù)推動(dòng)科技的進(jìn)步。
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