Spirálová kuželová převodovka: Analýza výkonu hlavních součástí převodovky

Strukturální složení hlavních součástí převodovky
Základní funkcí spirálová kuželová převodovka spoléhá na převodovou jednotku složenou z dvojice zabírajících spirálových kuželových kol. Tato dvojice ozubených kol je ve skříni uspořádána pod určitým úhlem, obvykle 90 stupňů, aby se přizpůsobila změně směru přenosu výkonu. Hnací kolo je připevněno ke vstupnímu hřídeli pomocí perového spojení nebo uložení s přesahem, aby bylo zajištěno, že nedochází k relativnímu klouzání při vstupu energie; hnané kolo je spojeno s výstupním hřídelem stejným stabilním způsobem, aby vytvořilo kompletní cestu přenosu výkonu. Jako nosná konstrukce skříň poskytuje přesnou polohovací podporu pro ozubená kola a hřídele a zajišťuje nepřetržité mazání oblasti záběru ozubených kol prostřednictvím konstrukce kanálu mazacího oleje, aby se snížily ztráty třením během převodu. ​

Záběrové charakteristiky povrchu spirálového zubu
Povrch zubu spirálového kuželového ozubeného kola má tvar spirály, který se v podstatě liší od povrchu přímého zubu běžného přímého kuželového kola. Když je hnací kolo poháněno tak, aby se otáčilo silou, jeho spirálový povrch zubu a povrch zubu hnaného kola nejsou okamžitě a plně v kontaktu, ale postupně zapadají od jednoho konce zubu a kontaktní bod se pohybuje nepřetržitě po délce zubu, dokud druhý konec zubu není mimo záběr. Tento progresivní proces záběru činí změnu síly mezi dvěma ozubenými koly jemnější a zabraňuje jevu nárazu způsobenému náhlou změnou okamžité kontaktní plochy při záběru čelních kol. Úhel sklonu povrchu spirálového zubu je přesně vypočítán tak, aby bylo zajištěno, že alespoň jeden pár zubů je vždy v efektivním kontaktu během procesu záběru, přičemž je zachována kontinuita přenosu síly, což je také hlavním zdrojem plynulosti převodu spirálovou kuželovou převodovkou. ​

Přirozené výhody hladkého přenosu
Spirálová kuželová převodovka vykazuje četné výkonnostní výhody díky plynulosti a plynulosti procesu převodu. Amplituda vibrací během procesu přenosu je výrazně snížena, což je způsobeno rovnoměrnou změnou síly během záběru, snížením vysokofrekvenčních vibrací způsobených nárazem, čímž se snižuje možnost rezonance skříně, což přispívá k prodloužení celkové životnosti zařízení. Stav nepřetržitého záběru činí okamžité rozložení zatížení na povrchu zubu rovnoměrnější, zabraňuje místní koncentraci napětí, zlepšuje odolnost ozubení proti únavě a umožňuje převodovce udržovat stabilní provoz za podmínek dlouhodobého vysokého zatížení. Hladká přenosová charakteristika také snižuje decibelovou hodnotu hluku a vytváří tak vhodnější pracovní prostředí pro provoz zařízení. ​

Kompatibilita s přenosovým systémem
Konstrukce hlavních součástí převodovky spirálové kuželové převodovky musí odpovídat parametrům celého převodového systému. Převodový poměr mezi hnacím a hnaným ozubeným kolem určuje převodový poměr. Nastavením převodového poměru lze vstupní otáčky a výstupní otáčky přesně převést tak, aby vyhovovaly rychlostním požadavkům různých zařízení na výstupní výkon. Modul a šířka zubu ozubeného kola se volí podle velikosti přenášeného výkonu, aby byla zajištěna pevnost povrchu zubu dostatečná k tomu, aby vydržela pracovní zatížení. Ve skutečných aplikacích budou konstruktéři optimalizovat materiál spirálového kuželového kola podle točivého momentu a otáček vstupního hřídele a požadavků na zatížení výstupního hřídele. Běžně používaná legovaná ocel může po nauhličování a kalení splňovat požadavky na tvrdost a houževnatost současně, což dále zlepšuje spolehlivost součástí převodovky.