Seuraa 
Viestejä1056
Liittynyt11.7.2015

Parikin insinööriä on vakuutellut minulle että vinohampaiset hammasrattaat ovat vahvempia kuin suorahampaiset. Näinhän oppikirjoissa näyttää lukevan.
Nyt kuitenkin oma intuitio ja monet käytännön koneet viittaavat siihen että suorahampainen olisi vahvempi. Esim. tehokkaimpien moottoripyörien, F1-autojen, panssarivaunujen jne. vaihteistot näyttävät olevan suorahampaisia (tavallisissa henkilöautoissa vinohampaisia ilmeisesti melun takia).
Mikähän olisi totuus tässä asiassa ja miten johtopäätökseen on tultu?

Sivut

Kommentit (40)

ekavekara
Seuraa 
Viestejä5222
Liittynyt7.8.2016

Hammaspyörien (ei -rattaiden) valintaan vaikuttavat monet seikat. Tehonsiirtokyky on vain yksi niistä. Muita ovat mm. melu, kytkennän jouheus, pyörintänopeus, akselien asennot, rakenteen lämpölaajenemiset, hinta, laakerikuormat, voitelu, kulutuskestävyys, materiaali, jne. Mekaaninen konstruktio on aina monen asian kompromissi, ja mitään yksiselitteistä (yleistä) paremmuutta ei ole. Koko systeemin heikoin lenkki ratkaisee lopullisen toimivuuden. Todella suurille tehoille tuo nuolihammastus lienee yksi parhaista.

https://fi.wikipedia.org/wiki/Hammaspy%C3%B6r%C3%A4

.

ThiNguyen
Seuraa 
Viestejä41
Liittynyt14.8.2016

Kyllä vinohampaiset ovat lujempia. Se johtuu siitä että useampi hammas on samanaikaisesti kosketuksissa. Vinohampaisten ongelma on aksiaalinen voima joka vaatii lujemman ja painavamman kotelon. Kompromissi voi joissain tapauksissa olla loivepi kulma vinohampaisissa hammaspyörissä.

Jakob
Seuraa 
Viestejä1056
Liittynyt11.7.2015

En oikein usko että esimerkiksi Formula 1:siin vaihteistoja valmistavilla yrityksillä ei olisi taloudellisia resursseja ostaa AMK-tason oppikirjoja. Kuitenkin kaikki kilpa-autoihin tehdyt vaihteistot ovat aina suorahampaisia (kotelon lujuuskaan tuskin rajoittaa vinohampaisen käyttöä koska esim. F1:sen koko takapää pyörineen on vaihdelaatikon varassa... se on siis tukevarakenteinen).

Vinohampainen hammasratas on sitten kyllä meluttomampi, värinättömämpi jne.

Keksin nyt yhden selityksen miksi suorahampainen hammasrataspari on aina käytännössä vahvempi kuin vinohampainen: Kun verrataan kahta ratasparia, lujuuden määrää ensisijaisesti hampaiden karkeus. Karkein mahdollinen hammastus on aina suora -> suora hammasratas on aina vahvin. Mistään koneesta ei siis löydy sellaista vinohammastusta etteikö sen voisi korvata karkeammalla eli vahvemmalla suoralla hammastuksella.

Herättääkö ajatuksia tämmönen tulkinta?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä29581
Liittynyt16.3.2005

Jakob kirjoitti:
En oikein usko että esimerkiksi Formula 1:siin vaihteistoja valmistavilla yrityksillä ei olisi taloudellisia resursseja ostaa AMK-tason oppikirjoja. Kuitenkin kaikki kilpa-autoihin tehdyt vaihteistot ovat aina suorahampaisia (kotelon lujuuskaan tuskin rajoittaa vinohampaisen käyttöä koska esim. F1:sen koko takapää pyörineen on vaihdelaatikon varassa... se on siis tukevarakenteinen).

Pelkän hammaspyörän lujuus ei ole ainoa merkittävä asia F1:ssä. Vinot hammaspyörät vaativat erilaisen laakeroinnin. En tunne mekaniikkaa, mutta ei se tunnu mitenkään mahdottomalta ajatukselta, että pelkkä aksiaalikuorman kantava laakeri kumoaa sen vähäisen edun, jonka hammaspyörän pienentäminen antaa. Toinen merkittävä asia voi olla vaihteistoöljyn jäähdytys. Vinot hammaspyörät liukuvat hieman toisiaan vasten, mikä aiheuttaa hukkatehoa. Häviö on myös pois kiihdytyksestä, mikä maksaa arvokkaita sadasosasekunteja.

Oli miten oli, tuskin kannattaa kovin paljoa kehitellä omia hienoja teorioita siitä miten rakennetaan parempi formula sen varaan, että formuloita rakentelevat autotehtaiden maksamat ammattilaistiimit eivät olisi lukeneet oppikirjojaan. Ne voivat olla hieman vaikeita ideoita myydä rahoittajille.

Jos kuitenkin haluat osoittaa jonkin yleisesti tunnetun tiedon virheelliseksi, niin kannattanee perehtyä asiaan erittäin suurella huolella sekä teoreettisesti että käytännössä. Muutama erikoinen esimerkki, jossa on jostain syystä valittu valtavirtasäännöstä poiketen, ei ole peruste tehdä kovia väitteitä siitä, miten "aina" pätee sitä sun tätä.

Jakob
Seuraa 
Viestejä1056
Liittynyt11.7.2015

[quote=Neutroni

Jos kuitenkin haluat osoittaa jonkin yleisesti tunnetun tiedon virheelliseksi, niin kannattanee perehtyä asiaan erittäin suurella huolella sekä teoreettisesti että käytännössä. Muutama erikoinen esimerkki, jossa on jostain syystä valittu valtavirtasäännöstä poiketen, ei ole peruste tehdä kovia väitteitä siitä, miten "aina" pätee sitä sun tätä.[/quote]

Ihan hyvä pointti.  Nyt kuitenkin tämä esimerkkini F1-vaihteistosta ei ollut poikkeus "valtavirtasäännöstä", päin vastoin suorat rattaat ovat käytössä kaikkialla koneissa missä vaaditaan maksimaalista lujuutta. Haastankin etsimään vastakkaisen esimerkin: Missä koneessa jossa vaaditaan rattaiden maksimaalista lujuutta on vinohampaiset rattaat? Yksikin esimerkki olisi ihan mielenkiintoinen nähdä (esim. kuva tms.).

ekavekara
Seuraa 
Viestejä5222
Liittynyt7.8.2016

Jakob kirjoitti:
Kuitenkin kaikki kilpa-autoihin tehdyt vaihteistot ovat aina suorahampaisia (kotelon lujuuskaan tuskin rajoittaa vinohampaisen käyttöä koska esim. F1:sen koko takapää pyörineen on vaihdelaatikon varassa... se on siis tukevarakenteinen)...

Lyhyellä googletuksella aiheesta luulen, että kyse on enemmän vaihteen toiminnasta kuin kestävyydestä. Jos laatikko on suorahampainen ja synkronoimaton, on se osaavissa käsittä erittäin nopea vaihtaa, millä lienee merkitystä kierrosaikaan. Tuossa teholuokassa ja noilla käyttömäärillä en usko, että hammaspyörän tyypillä on kestävyyden kannalta olennaista merkitystä.

http://www.formula1-dictionary.net/Images/gearbox_gear_cassette.jpg

.

Jakob
Seuraa 
Viestejä1056
Liittynyt11.7.2015

ekavekara kirjoitti:
Lyhyellä googletuksella aiheesta luulen, että kyse on enemmän vaihteen toiminnasta kuin kestävyydestä. Jos laatikko on suorahampainen ja synkronoimaton, on se osaavissa käsittä erittäin nopea vaihtaa, millä lienee merkitystä kierrosaikaan.

Googletuksesi oli liian lyhyt: Suorahampainen ja suorakytkentävaihteisto (ns. "dog box") ovat eri asioita. Suorakytkentälaatikko on nopea vaihtaa mutta se voi olla vinohampainen (yleensä ovat kuitenkin suorahampaisilla rattaillakin, tästä aiheutuu sekaannus).

Neutroni
Seuraa 
Viestejä29581
Liittynyt16.3.2005

Jakob kirjoitti:
Ihan hyvä pointti.  Nyt kuitenkin tämä esimerkkini F1-vaihteistosta ei ollut poikkeus "valtavirtasäännöstä", päin vastoin suorat rattaat ovat käytössä kaikkialla koneissa missä vaaditaan maksimaalista lujuutta.

Mainitsit muutaman esimerkin etkä perustellut mitenkään sitä, että ne olisi valittu siksi, että tavoitellaan maksimaalista hammaspyörän lujuutta. En minä näe erityistä syytä uskoa sellaiseen. Kilpa-ajoneuvoissa kaikki optimoidaan nopeuden saavuttamiseksi (tiettyjen keinotekoisesti asetettujen sääntöjen puitteissa). Yksittäinen hammasvälitys on kompromissi lukemattomista asioista. Panssarivaunuista en tiedä mitään, mutta luulisi, että yksittäisen hammaspyörän maksimaalinen lujuus on niissäkin epäoleellinen suunnittelukriteeri. Muutaman kymmenen tonnin konetta tuskin aletaan keventää hammaspyöriä äärimmilleen keventämällä.

Lainaus:
Haastankin etsimään vastakkaisen esimerkin: Missä koneessa jossa vaaditaan rattaiden maksimaalista lujuutta on vinohampaiset rattaat? Yksikin esimerkki olisi ihan mielenkiintoinen nähdä (esim. kuva tms.).

Vetureiden voimansiirrossa on useimmiten vinot hammaspyörät, ainakin mitä on kuvissa näkynyt.  En voi linkittää kuvia, mutta niitä löytyy kirjasta "dieselveturit ja moottorivaunut" ja muusta kirjallisuudesta, joskus myös netistä.

Spanish Inquisitor Jr
Seuraa 
Viestejä2201
Liittynyt24.1.2014

Asiaa oikeastaan yhtään tuntematta heitän tälläisen esimerkinomaisen idean: Tiettyihin tarkoituksiin toinen sopii paremmin kuin toinen. Jos halutaan maksimoida esimerkiksi F1-auton "vääntö" kisan keston ajaksi, niin kannattaa käyttää designia A. A kestää rikkoutumatta korkeintaan 3 tuntia, kisan jälkeen voi osan helposti vaihtaa halvalla uuteen.

Jos halutaan teollisuusympäristössä olevan koneen X kestävän 10 vuotta, ei kannata käyttää designia A, vaan B on parempi pitkäkestoiseen käyttöön.

Vanha nimimerkki Spanish Inquisitor uudelleensyntyneenä.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä29581
Liittynyt16.3.2005

Yritin hakea kuvia veturien vaihdelaatikoista. Tässä on avattuna Voithin hydrodynaaminen vaihdelaatikko, joka näyttäisi olevan sen näköistä tekoa, että mihin se sitten on tarkoitettukin, niin voimaa löytyy. Tuontapaisia käytetään dieselvetureissa, kaivosdumppereissa ym. raskaissa työkoneissa. Se näyttää syöneen muutaman vinohampaisen planeettapyörästön, momentinmuuntimen ja käsittääkseni planeettapyörästöjen lukitsemiseen käytettäviä monilevykytkimiä.

http://articles.sae.org/12691/

ekavekara
Seuraa 
Viestejä5222
Liittynyt7.8.2016

Neutroni kirjoitti:
Panssarivaunuista en tiedä mitään, mutta luulisi, että yksittäisen hammaspyörän maksimaalinen lujuus on niissäkin epäoleellinen suunnittelukriteeri. Muutaman kymmenen tonnin konetta tuskin aletaan keventää hammaspyöriä äärimmilleen keventämällä.

Tuskin. Panssarivaunuissa (ja kaikessa sotilasteknologiassa) on piirre, joka puuttuu siviilitekniikasta: niiden tulee toimia myös taistelutilanteessa ja mahdollisesti vaurioituneena. Panssarivaunussa saattaa olla esim. laskettu, että vaunun pitää kyetä kulkemaan vielä tietty matka, kun öljyt ovat vuotaneet pihalle, jotta pääsisi osuman saatuaan turvaan tjsp. Tällaisia suunnittelukriteereitä ei siviipuolella saati moottoriurheilussa juuri ole.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä29581
Liittynyt16.3.2005

Tässä lisää mainosmateriaalia Voithin sivulta ja suorat pyörät loistavat poissaolollaan. En tietysti ole varma, onko nuo pyörästöt valittu kuviin siksi, että vino hammaspyörä nyt vain näyttää niin paljon professionaalimmalta (*), mutta uskon kuitenkin, että vinoja voi löytää katteiden altakin tuon firman tuotteissa.

http://www.voith.com/de/produkte-leistungen/antriebstechnik/bhs-turbo-ge...

(*) Siksi minä ostan vinoja hammaspyöriä harrastusprojekteihini aina kun se on käytännössä mahdollista ilman törkeää lisähintaa. :)

mdmx
Seuraa 
Viestejä5216
Liittynyt23.11.2009

Suorahampaisen parempi hyötysuhde on se syy miksi sitä käytetään kisavehkeissä. Ei formuloissa ole kyse kestävyydestä, kummalla tahansa saadaan kyllä kestämään sen mitä tarvitsee eli yhden kisan.

Sitä en tiedä miksi tankeissa olisi suorahampainen laatikko. Olisko se vääntö siinä jo niin hirvittävä että aksiaaliset voimat aiheuttaa ongelmia?

Suorahampainen saadaan kuitenkin kestämään mitä vaan tekemällä rattaista tarpeeks leveitä. Vinohampaisen kanssa asia on monimutkaisempi.

Diam
Seuraa 
Viestejä2394
Liittynyt14.9.2006

Vaihteiston hyötysuhde huononee, jos hampaita ei laiteta jengalle.

In cars and bikes, first gear and reverse gear(in cars) is a straight-tooth spur gearbecause they are easier to manufacture and can transmit high torque loads. But rest of the gears are helical spur gears because straight-tooth spur gears have teeth parallel to axis of rotation so their sudden meshing result in high impact stresses and noise while in helical spur gears teeth are cut in the form of a helix so when they begin to mesh, impact loads and noise in greatly reduced.

http://www.burgergruppe.com/en/expertise/r-d

Mies kysyi kaiulta: Ostanko Nuhvin vai Majorin? ja kaiku vastasi: VAI MAJORIN!

mdmx
Seuraa 
Viestejä5216
Liittynyt23.11.2009

Niin joo suorahampainen toimii pidempään ilman öljyä eikä ole muutenkaan niin tarkka välyksistä.

Sen takia hyvä valinta tankeissa yms.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat