Przekładnie kątowe w ciężarówkach do LEGO trialu

Witajcie,

Dziś czas na przekładnie kątowe. Nie od wczoraj wiadomo, że przekładnie kątowe w naszych trialówkach są miejscami największych strat mocy (pod warunkiem, że nie popełniasz podczas budowy auta jakichś dużych błędów i pod warunkiem nie stosowania większej liczby przekładni kątowych, ponad liczbę równą liczbie osi w ciężarówce) jeśli chodzi o tarcie na zębach kół zębatych. Dzieje się to dlatego, że w naszych ciężarówkach używamy najczęściej 4 zębnych kół zębatych przyp. knoby, które w istocie bezproblemowo działają tylko w ułożeniu wzajemnym kątowym. Ich 4 zęby (knobów) są bardzo solidnie połączone z piastą (dzięki temu bardzo rzadko dochodzi do ułamania zęba w knobie), natomiast łeb zęba jest profilowany w 3 płaszczyznach i przypomina połówkę jajka ze ściętym czubkiem, odbitą lustrzanie.

32072, koło zębate 4 zębne typu knob

Zaletami knobów jest więc właśnie ich wytrzymałość a także to, że są wykonane w technologii nieparzystej liczby studów (są kompatybilne z liftarmami, choć dziś to już oczywistość, nie zawsze tak było). Do ich wad zliczyć należy niemożność utworzenia konobowej przekładni kątowej przelotowej (czyli 3 knoby zazębione kątowo)  z racji blokowania się takiej przekładni i ogromnych strat mocy (wynika to także z luzów zazębiania się knobów), oraz poruszane wcześniej opory na przekładni opartej na nich. Opory te wynikają z zacierania się powierzchni obłych (tychże „jajek”) na łbach knobów. Można oczywiście smarować te kołą zębate, jednakże zawsze nawet nasmarowane, będą one pracowały na zasadzie tarcia siłowego a nie prawidłowego przekazywania ruchu obrotowego, właściwego dla standardowych kół zębatych, z zębami prostymi, ewolwentowymi lub kątowymi.

Dodatkowo należy dodać, że najmocniejsze knoby (czyli najbardziej odporne na odgniecenia powierzchni kulistych na łbach zębów) to te koloru żółtego, które są wyraźnie twardsze i odporniejsze na zużycie (ścieranie) niż knoby ciemnoszare (sprawdziłem). Wytrzymałości białych, zielonych oraz czarnych nie testowałem.

Typowy przebieg układu napędowego, z przekładniami kątowymi opartymi na knobach, w ciężarówce 8x8x8 z 4 biegami, GINAF F480 z układem tridem

Przykład układu napędowego z przekładniami kątowymi i większą od optymalnej liczbą zębatek, z przekładniami kątowymi opartymi o knoby - Tatra 813 8x8

Chcąc rozwiązać w typowym układzie napędowym (nie mówimy tu o ustawieniu silnika/silników napędowych poprzecznie do osi pojazdu), można skorzystać z dwóch alternatywnych rozwiązań. Oba sprawdziłem w trialówkach i mogę się z wami podzielić wiedzą na ten temat.

-Alternatywa 1.

Koła zębate kątowe, 2 rodzaje. Koła typu: luźne

koło zębate 87407, luźne nie sprzęglone z osią

oraz typ drugi:

koło zębate 32198, trwale sprzęglone z osią

Używając jednego koła 87407 oraz trzech 32198, możemy zbudować taki układ:

przekładnia kątowa, oparta na sprzęglonych z osiami kołach zębatych kątowych oraz nie sprzęglonym kole zębatym kątowym (użytym w celu stabilizacji). Wały czerwone - wejście/wyjście napędu, wały żółte - do kół.

Układ taki generuje mało oporów i dzięki stabilizacji kołem zębatym kątowym nie sprzęglonym, nadaje się do niezbyt ciężkich ciężarówek. Generalnie polecam, ale w układach lekkich i z nie za dużą mocą (maks. 2,21W/2 na jedną przekładnię i koniecznie zwolnice przy kołach). Jako ciekawostkę, mogę podać, że taką przekładnię testowałem w tatrze 813 8×8:

Tatra 813 8x8 miała podczas testów przy pierwszej osi, przekładnię kątową opartą na kątowych kołach zębatych z20

Przekładnia ta pracowała w tatrze podczas testów i mimo dużej masy kabiny, która była daleko wysunięta do przodu, zaczynała chrobotać na zębach dopiero przy dużych pionowych przeszkodach rzędu 5-6 studów.

-Alternatywa 2.

Zamiast knobów można wykorzystać takie koła zębate do zazębiania prostego/kątowego, starego typu:

koło zębate starego typu, 9 zębne

Zaletą (w teorii) tych kół zębatych, jest możliwość utworzenia przelotowych przekładni kątowych (3 koła zębate, zazębione kątowo), wadą ich nieliftarmowa szerokość – 4 study. Zbudowałem ciężarówkę z kołami zębatymi tego typu w przekładniach kątowych:

widok wnętrza mostu Żółtej wdowy

widok wytartych zębów kół 9 zębnych

Rozwiązanie w ten sposób okazało się znacznie lepsze, niż przekładnie kątowe przelotowe oparte na knobach (które wcale nie chcą poprawnie pracować), jednakże znacznie gorsze (duże wycieranie zębów i w związku z tym rosnące opory), niż przekładnie kątowe nieprzelotowe, oparte na knobach, czyli o takie jak w ginafie:

Układ napędowy ciężarówki GINAF F480 z przekładniami kątowymi nieprzelotowymi, opartymi na knobach

Podsumowując:

Dla układów lekkich i z małą mocą, polecam przekładnie kątowe przelotowe, oparte na kołach zębatych kątowych ze stabilizacją w postaci 4 koła kątowego z20 nie zazębionego z osią.

Dla układów cięższych ( w praktyce większości trialówek) polecam przekładnie kątowe nieprzelotowe, oparte na knobach (kołach zębatych 4 zębnych).

Dzięki za uwagę.

Pozdrawiam.

PS. A oto, co dzieje się w moim garażu z maszynami, które nie spełnią oczekiwań:

Auto, które nie spełniło pokładanych w nim oczekiwań, Żółta wdowa z kątowymi przekładniami przelotowymi, opartymi na kołach zębatych 9 zębnych - a raczej to co zostało z kabiny, po decyzji o nieprzydatności projektu..

---