Quali sono le differenze tra ingranaggi a denti dritti e a taglio elicoidale?

in formula 1 e la maggior parte degli altri sport motoristici usano ingranaggi a denti dritti come mostrato di seguito.

nella maggior parte delle auto normali vedrai ingranaggi a taglio elicoidale, come mostrato di seguito.

se entrambi i denti hanno lo stesso spessore, l'ingranaggio a denti dritti si romperà per primo con una coppia sufficiente. Questo è se tutti gli altri aspetti dei set di ingranaggi sono uguali. immagine che mostra perché di seguito.

Il rosso è la direzione della forza e sulla ruota dentata ha più roba che deve rompere rispetto alla marcia dritta a causa dell'angolo del taglio.

Quindi perché scegliere ingranaggi più deboli e rumorosi per le corse e ingranaggi più silenziosi e più forti per i banali taxi da calcio, come quello nella foto qui sotto?

L'immagine sopra potrebbe non rappresentare tutti i banali taxi di calcio.

Ottima domanda! Esistono diverse differenze di base. Ecco il mio articolo principale da cui sto estraendo.

Innanzitutto , gli ingranaggi a denti dritti producono meno coppia da un lato all'altro, consentendo al motore di erogare una coppia molto maggiore attraverso di essi. Ecco un'immagine che illustra la coppia da un lato all'altro degli ingranaggi elicoidali:

Mentre gli ingranaggi si muovono, si allontanano anche l'uno dall'altro, il che genera un aumento dell'attrito e riduce la quantità di potenza che può essere trasmessa attraverso di essi. Un preventivo diretto:

Il vantaggio principale dell'utilizzo di ingranaggi a denti dritti è che non producono alcun carico assiale. Questa "forza di spinta" è generata dal contatto scorrevole tra i denti degli ingranaggi elicoidali. Questa forza laterale viene applicata all'albero di entrata del cambio, che nelle configurazioni a trazione anteriore verrà poi convertito negli alberi di trasmissione. Ciò limita notevolmente la quantità di coppia che può essere applicata attraverso gli ingranaggi prima che si verifichino guasti su altri componenti.

In questo modo gli ingranaggi dritti consentono in modo efficace di posizionare motopropulsori molto più grandi in un veicolo senza rischiare di spezzare gli alberi di uscita e altri cuscinetti, producendo un fattore di sicurezza maggiore all'interno della trasmissione stessa.

In secondo luogo , gli ingranaggi dritti sono più efficienti. A differenza degli ingranaggi elicoidali, l'energia viene applicata direttamente e immediatamente. Su ogni giro, esiste essenzialmente un punto di contatto tra gli ingranaggi per ogni dente. Al contrario, sugli ingranaggi elicoidali, i punti di contatto cambiano costantemente, generando un aumento dell'attrito.

In terzo luogo , gli ingranaggi a denti dritti sono più facili da sostituire e sono meno pesanti. Un'altra citazione diretta:

Gli ingranaggi a denti dritti sono anche molto più facili da montare e producono guasti meno catastrofici quando si sbagliano a causa della loro struttura semplice. Gli involucri e gli alberi di trasmissione per impieghi gravosi devono essere utilizzati con ingranaggi elicoidali per consentire alla trasmissione di far fronte al carico assiale aggiuntivo, pertanto gli ingranaggi a denti dritti risparmiano un sacco di peso, che è estremamente importante in una configurazione automobilistica.

Uno è quindi costretto a chiedersi perché qualcuno dovrebbe usare ingranaggi elicoidali. Fondamentalmente si riduce a due cose:

1. Gli ingranaggi elicoidali consentono una trasmissione più regolare della potenza, offrendo una guida più piacevole. Dall'articolo di cui sopra:

Anche il funzionamento degli ingranaggi è abbastanza brutale quando è diretto; gli ingranaggi sembrano "sbattere" in posizione dopo ogni modifica e possono rendere difficile la partenza senza difficoltà o un lancio decente.

2. Generano meno rumore, migliorando anche l'esperienza del consumatore. Da designworldonline.com :

Il livello di rumore degli ingranaggi elicoidali è di circa 10-12 dB (A) inferiore rispetto agli ingranaggi cilindrici. Ciò significa che 16 riduttori elicoidali generano lo stesso rumore di un singolo riduttore a denti dritti