Engrenages hélicoïdaux : une solution silencieuse pour les transmissions-à grande vitesse
Engrenages hélicoïdaux :Une solution silencieuse pour les transmissions-à grande vitesse. À la fin du XIXe siècle, lorsque les locomotives à vapeur dépassaient les 80 km/h, les problèmes de bruit et de vibrations des engrenages droits devenaient insupportables. C'est là qu'interviennent les engrenages hélicoïdaux : leur profil de dent est hélicoïdal, comme un engrenage droit coupé en fines pièces et tordu selon un angle. Cette conception modifie le contact avec la surface de la dent d'un point à une ligne, rendant le processus de maillage aussi progressif que deux personnes se serrant la main, réduisant ainsi la force d'impact de plus de 60 %.
Les principaux avantages se reflètent dans trois aspects :la zone de contact est 300 % plus grande que celle des engrenages droits, augmentant la capacité de charge de 2-3 fois ; la force axiale générée par l'angle d'hélice peut être compensée par des butées, ce qui la rend adaptée aux scénarios à grande vitesse supérieure à 10 000 tr/min ; Les tests d'un fabricant d'équipement éolien ont montré que le bruit d'une boîte de vitesses hélicoïdale est inférieur de 15 dB à celui d'une boîte de vitesses droite, ce qui équivaut au changement de bruit d'une ville animée à une bibliothèque.
Cependant, cet avantage a un coût :L'usinage des engrenages hélicoïdaux nécessite une machine à tailler les engrenages spécialisée, coûtant 40 % de plus que les engrenages droits ; la force axiale augmente la charge du roulement, nécessitant des roulements à rouleaux coniques plus coûteux. Les ingénieurs de Siemens en Allemagne ont découvert que négliger l'équilibre des forces axiales dans les engrenages hélicoïdaux peut réduire la durée de vie des roulements de 70 %.
Les applications typiques se trouvent dans l'ensemble de la fabrication-haut de gamme :des moteurs de traction ferroviaire-à grande vitesse, des entraînements d'accessoires de moteurs d'avion et des broches de rectifieuses de précision. Dans les réducteurs de véhicules à énergie nouvelle, les engrenages hélicoïdaux sont standard.-Le réducteur de deuxième étage-de Tesla Model 3 utilise des engrenages hélicoïdaux avec un angle d'hélice de 20 degrés, ce qui permet d'obtenir une efficacité de transmission de 97 %.
