Скоростна кутия с прави зъбни колела или с наклонени - кой е по-добрият вариант?

За специфични приложения, като моторните спортове, зъбните колела с прави зъби предлагат някои предимства. Въпреки това, при ежедневните пътнически автомобили те биха предложили ужасно преживяване, поради което повечето превозни средства използват зъбни колела с наклонени зъби. Както подсказва името, колелата с прави зъби имат зъби, които са разположени в прави линии спрямо оста. Обратно, при зъбните колела с наклонени зъби те са разположени под ъгъл, което им придава вид на спирала, докато се въртят.

 
  
 
  
Това не е единствената разлика между състезателната трансмисия и нормалната скоростна кутия, тъй като отборите в моторните спортове трябва да осигурят бърза скорост на превключване и да поддържат минимално тегло, за да останат конкурентоспособни.

Приоритетите в света на моторните спортове са много по-различни от тези на автомобилните производители, произвеждащи средностатистическия автомобил. Често една от определящите характеристики на потребителския автомобил е качеството на возене или усещането при шофиране, което се превръща в мощен аргумент за продажба. Правозъбата скоростна кутия произвежда значително количество шум по време на работа, подобен на агресивно високочестотно виене.

Шосейните автомобили се нуждаят от толерантни предавки, които предлагат плавна работа

Причината повечето автомобили да използват нормални скоростни кутии с наклонени зъби е, че те са по-лесни за управление, не издават силен шум по време на шофиране и осигуряват по-рафинирано усещане. Спираловидната форма на зъбните колела им позволява да намалят удара при зацепване и постепенно да увеличават контакта между зъбите, докато колелата се въртят.

Това е по същество обратното на правозъбата скоростна кутия, която преминава от нулев контакт към пълно зацепване мигновено. За да придобиете представа за шума от този вид скорости се заслушайте в звука, който колата издава когато карате на задна предавка. Ако това не е достатъчно, вижте клипа на BMW M3 GTR, което използва такива скорости.

 
  
 
  
Площта на контакта между зъбните колела с наклонени зъби е по-голяма от тази при зъбните колела с прави зъби. Това означава, че натоварването от двигателя се разпределя върху по-широка зона, което помага да се намали напрежението върху компонентите. Обратно, при правите зъби, зацепването между предавките се осъществява само върху двойка зъби, концентрирайки натоварването върху много по-малко контактно петно. По същество, това означава, че наклонените зъбни колела търпят по-малко износване по време на работа и съответно осигуряват по-дълъг експлоатационен живот. 

Скоростните кутии с прави зъби предават мощността по-ефективно и тежат по-малко

Едно от предимствата на правозъбата скоростна кутия е, че дизайнът ѝ не само е способен да предаде по-голяма част от мощността на двигателя в сравнение с конфигурацията с наклонени зъби, но тя също така не упражняват аксиално натоварване върху вала. При конфигурацията с наклонени зъби, зъбните колела създават сила, която избутва странично, намалявайки общата предадена енергия. В контраст на това, скоростите с прави зъби не генерират никаква странична сила, а вместо това предават цялата получена мощност без никакви загуби.

Освен това, въпреки че дизайнът с наклонени зъби е по-прощаващ, постепенният контакт на зацепване между зъбите генерира триене, което кара системата да губи енергия под формата на топлина. Макар че това не е забележимо при средностатистическия пътнически седан, състезателните автомобили, от друга страна, се борят за части от секундата в някои случаи, така че всяка капка мощност е от решаващо значение.

 
  
 
  
В допълнение, моторните спортове са силно загрижени за теглото, тъй като допълнителните килограми принуждават двигателя да работи по-усилено, което се отразява на представянето. Затова съотношението тегло-мощност е критично средство за подобряване на времената за обиколка на пистата. Конфигурацията с наклонени зъби добавя значително повече тегло на кантара, тъй като споменатата по-рано странична сила изисква инсталирането на лагер, за да се противодейства на това движение.

Това не само е по-тежко от системата с прави зъби, която не изисква допълнителни части, но също така не е идеално за машини с екстремно висок въртящ момент. Ако приложите огромни количества въртящ момент към наклонените зъби, те ще генерират още по-голяма странична аксиална сила, което буквално би могло да накара скоростната кутия да се разкъса сама.