Er zijn twee veelvoorkomende soorten tandwielmechanismen:het tandheugelsysteem en het traditionele mechanisme.
Het is essentieel om deze twee versnellingen te begrijpen voordat u beslist wat het beste bij uw project past. Het volgende artikel belicht de voor- en nadelen van tandheugel- en rondselsystemen ten opzichte van traditionele mechanismen.
Het tandheugelsysteem is een eenvoudige lineaire actuator die bestaat uit een cilindrische as met aan één uiteinde tanden. Het bestaat ook uit de tandheugelstang, de aandrijfschijf en het rondsel.
Het werkt voornamelijk door middel van deegrollers in plaats van ze in de meeste gevallen te schuiven. Dit komt omdat de tanden op de tandheugelstang en het rondsel in elkaar grijpen om de rotatiebeweging over te dragen. De deegrollers op de rekstang bewegen in de schijfsleuven, wat de rotatie aan beide kanten ervan mogelijk maakt.
Het eerste bekende gebruik van een tandheugelsysteem dateert uit het oude China, waar waterraderen al in 200 voor Christus met dergelijke tandwielen werden uitgerust.
#1:Lamborghini
Ja! Lamborghini gebruikt dit systeem en het is gebruikt in al zijn vlaggenschipmodellen. Bovendien gaf dit systeem een uniek tintje aan alle Lamborghini-auto's.
#2:Porsche
Porsche is een ander merk dat een tandheugelsysteem gebruikt voor zijn stuurmechanisme. Het systeem is een op dubbele draagarmen gebaseerd ontwerp dat in de vooras is geïnstalleerd.
#3:Chevrolet Corvette C6
De C6 Corvette gebruikt dit systeem ook in zijn besturing. In tegenstelling tot Lamborghini is het tandheugelsysteem met tandwielaangedreven besturing echter achter in de auto geïnstalleerd.
#4:Dodge Viper
Het tandheugelsysteem van de Viper lijkt veel op dat van Corvette. Chevrolet en Dodge delen hun ontwerpen voor dit systeem. Het is in gebruik sinds 1990 en is effectief gebleken, zelfs in extreme omstandigheden zoals hevige regenval, sneeuw en modder.
#5:Suzuki Hayabusa
de Suzuki Hayabusa gebruikt ook het tandheugelstuursysteem om de voorwielen aan te drijven. Het ontwerp is een upgrade van dat van andere auto's die dit mechanisme gebruiken, omdat het alleen directe invoer mogelijk maakt (d.w.z. feedback).
#6:GMC Denali HD Truck
GMC Denali HD Truck is een ander voertuigmerk dat rekken en pennen gebruikt voor zijn aandrijflijn. Het is een heavy-duty truck die perfect is voor industrieën die krachtige machines nodig hebben.
#7:Ford F-150 Raptor
Ford gebruikt dit systeem in zijn terreinwagen, de Ford F-150 Raptor. Het systeem dat ze gebruiken heeft drie verbindingen per schakel voor een betere stabiliteit en verwerkbaarheid op elke ondergrond. Met deze functie kun je gemakkelijk door zelfs het moeilijkste terrein manoeuvreren zonder je zorgen te maken dat je vast komt te zitten of verdwaalt.
#8:Ford Explorer-SUV
Ford Explorer is een ander voertuig dat een tandheugelsysteem gebruikt. Dit mechanisme maakt de auto lichter en verbetert de wendbaarheid door bochten.
#9:BMW 7-serie
BMW gebruikt dit systeem al geruime tijd, te beginnen met de E32-serie auto's in 1989. Hoewel vooral luxemerken het gebruiken, beginnen zelfs gewone auto's zoals Ford F150 nu rekken en pinnen te gebruiken.
#10:Audi R8
Audi heeft eindelijk besloten om het tandheugelstuursysteem te gebruiken in plaats van de traditionele besturing die op de meeste voertuigen zoals Toyota of Honda Civic te vinden is. Bovendien is hij uitgerust met een actief fysiek sperdifferentieel achter, wat bijdraagt aan de algehele prestaties.
Sinds de oudheid wordt het traditionele mechanisme vooral gebruikt in wind- of watermolens. Het heeft twee tandwielen die in elkaar grijpen, waarvan de ene is bevestigd aan een roterende as en de andere aan een vaste as.
De tanden op elk tandwiel zijn in dezelfde vorm gesneden, maar verschillen in grootte. Het grotere tandwiel komt overeen met het kleinere rondsel, bekend als een ingewikkeld tandwielprofiel.
#1:Toyota
Toyota maakt gebruik van een traditioneel versnellingsmechanisme in zijn stuursysteem. Dit is de belangrijkste reden waarom de meeste van hun auto's minder feedback hebben bij het nemen van een bocht.
#2:Honda Civic
Honda doet het ook op deze manier, maar het systeem had grote veranderingen ondergaan sinds de jaren 80, toen het problematisch was en erg traag in het aanpassen. Het werkt nu goed met snellere auto's zoals de Accord dankzij de quick-lock-mogelijkheden.
#3:Fiat Topolino/500
Fiat Topolino/500 is een andere auto die aanvankelijk een traditioneel stuurmechanisme gebruikte voordat hij overstapte naar tandheugels en rondsels voor betere prestaties. Het is ook bekend dat ze zijn begonnen met het gebruik van bekrachtigde stuursystemen, die pas decennia later populair werden in Amerika.
#4:Smart Fortwo Coupé Cabrio
Smart Fortwo Coupé Cabrio is een andere auto die een traditioneel stuursysteem gebruikt. Hoewel het misschien niet zo krachtig is als dat van andere merken, past het nog steeds goed bij het lichtgewicht ontwerp van de auto.
#5:Volkswagen Kever
Dit in Duitsland gemaakte voertuig wordt aangedreven door een motor met een traditioneel versnellingsmechanisme. Het vermogen dat door deze motor wordt geproduceerd, wordt via een handmatige transmissie op de wielen overgebracht, waardoor hij kan schakelen zonder hydrauliek of elektronische hulp.
#6:Mitsubishi Lancer Evolution IX MR FQ-400
Mitsubishi Lancer Evolution IX MR FQ-400 gebruikt ook een traditioneel versnellingsmechanisme in het stuursysteem. Echter, zoals de meeste auto's die rekken en pinnen hebben gebruikt, heeft het bedrijf drie verbindingen per schakel gebouwd voor betere stabiliteit en wendbaarheid.
#7:Nissan 370Z
Nissan 370Z is een andere auto die een traditioneel versnellingsmechanisme gebruikt in het stuursysteem. Hoewel het een eendelige tandheugel heeft, is dit systeem zelfs betrouwbaar gebleken tegen andere tandheugels en rondsels met een tweedelig ontwerp.
#8:Honda NSX Type S Zero
Honda NSX Type S Zero, hoewel het voorrang krijgt als raceauto boven praktisch, gebruikt nog steeds het traditionele versnellingsmechanisme. Het is lichtgewicht gemaakt voor verbeterde prestaties en betere wendbaarheid, zoals de meeste auto's met rekken en pinnen. Dit betekent echter ook dat gewoon niemand het kan gebruiken; je hebt specifieke vaardigheden nodig om ermee om te gaan.
#9:Subaru BRZ
Subaru BRZ is een auto die een traditioneel versnellingsmechanisme gebruikt in het stuursysteem. Dit komt omdat het is gemaakt met het oog op comfort en betaalbaarheid, wat ook betekent dat u niet hetzelfde prestatieniveau kunt verwachten van bovengenoemde auto's.
#10:Audi R8
Audi R8 maakt ook gebruik van een traditioneel stuurmechanisme. Het bedrijf gebruikt dit sinds 1998. Helaas waren er in het begin meerdere klachten over de betrouwbaarheid en zorgen over de spreiding van het gewicht over drie gewrichten. Toch is Audi erin geslaagd deze problemen in zijn recente modellen op te lossen.
Het tandheugelsysteem heeft een paar nadelen omdat het eenvoudig is. Hier zijn echter een paar voor- en nadelen van dit mechanisme:
het eerste en belangrijkste voordeel van dit mechanisme is de nauwkeurige controle die het biedt. Het maakt lineaire bewegingen mogelijk, waardoor het geschikt is voor het maken van nokken en actuatoren.
het tandheugelsysteem geeft ook een groot mechanisch voordeel, omdat het koppel kan vermenigvuldigen om een nog grotere kracht te creëren. Dit kan worden gebruikt bij tal van projecten die een kleine invoerkracht vereisen maar grote uitvoerkrachten produceren, zoals tractie-aandrijfsystemen, het openen van autokappen of het aandrijven van draaideuren.
dit tandwiel heeft een brede tandafstand; daarom zijn de tanden sterk genoeg om zware lasten aan te kunnen bij hoge snelheden (tot 15000 tpm). De rekstang bestaat uit losse blokken die het complete rek vormen. Deze blokken zijn in elkaar grijpend met de tandwielen van het rondsel om een soepele werking te creëren.
de rekstang heeft de neiging snel te verslijten in vergelijking met andere systemen die nokken of hendels gebruiken. De plotselinge beweging van de deegrollers in hun sleuven zal overmatige wrijving veroorzaken - daarom moeten de rekmoeren te allen tijde gesmeerd worden gehouden.
dit mechanisme kan niet draaien bij hoge snelheden omdat de onderdelen niet stevig tegen elkaar zijn bevestigd, in tegenstelling tot tandwielen in de meeste andere schakelmechanismen waar tandwielen in elkaar grijpen zonder losse toleranties. Als dit type systeem te snel draait, kan het geluid maken, hitte produceren, zelf schade aanrichten of zelfs onderdelen breken.
de tandheugelstang moet te allen tijde worden gesmeerd, omdat de binnenste werking onderhevig is aan stof, vuil en andere verontreinigingen die de tanden voortijdig kunnen afslijten. Ook neemt het hele mechanisme vervuiling van buitenaf op, waardoor goed onderhoud essentieel is voor een langere levensduur van de tandwielen.
Het traditionele mechanisme biedt verschillende voordelen ten opzichte van andere soorten tandwielen; het heeft echter ook een paar nadelen:
dit type systeem is zeer betrouwbaar omdat er geen sprake is van uitglijden of glijden zoals bij systemen die nokken of hendels gebruiken - dus u zult geen verlies van koppel ervaren over het hele bewegingsbereik.
de tandwielen in dit mechanisme grijpen in elkaar zonder enig verlies aan nauwkeurigheid, zodat de tanden altijd correct in elkaar grijpen voor een soepele werking. Dit vertaalt zich in een grotere efficiëntie bij gebruik op systemen met hoge snelheids- en vermogensvereisten, zoals tractie-aandrijfsystemen, het openen van motorkappen of het aandrijven van draaideuren.
dit type versnelling kan worden gebruikt in elke toepassing die een eenvoudige rotatiebeweging vereist, omdat het minder componenten heeft dan de meeste andere schakelmechanismen met nokken en hendels. Dit maakt het ook heel gemakkelijk te onderhouden en te repareren als er iets misgaat - vervang de versleten of kapotte onderdelen met moeren, bouten, ringen, enz.
het traditionele mechanisme kan geen lineaire beweging creëren omdat de tanden niet zijn ontworpen om in elkaar te grijpen. Dit maakt het ongeschikt voor gebruik met systemen die nauwkeurige bewegingen of nokken en actuatoren vereisen.
dit type tandwiel vertoont zware slijtage bij gebruik, vooral als het niet goed wordt gesmeerd (wat ten zeerste wordt aanbevolen in tandheugel- en rondselsystemen). De wrijving tussen de in elkaar grijpende delen kan verhitting veroorzaken, waardoor de delen uiteindelijk voortijdig breken.
hoewel dit type versnelling goed werkt met de meeste schakelmechanismen, werkt het niet zo goed op systemen die hoge snelheden en precisie vereisen, zoals tractie-aandrijfsystemen, het openen van autokappen of het aandrijven van draaideuren.
dit type versnelling kan met hoge snelheden werken, omdat nokken of hendels dit niet belemmeren. Dit maakt het geschikt voor gebruik op systemen met hoge vermogensvereisten zoals motoren, sportwagens met enorme motoren, tractoren die aanhangwagens trekken in het land, enz.
Het hangt allemaal af van wat je moet doen. Als je de motorkap van een auto moet openen, is het traditionele mechanisme niet de beste keuze omdat het niet snel genoeg kan bewegen - het duurt te lang voordat de tanden in elkaar grijpen en het laten werken. Dit type systeem is beter geschikt voor het creëren van lineaire bewegingen zoals het aandrijven van draaideuren en verschillende machines en schakelsystemen.
Als u op zoek bent naar een snellere optie die de motorkap snel kan openen, kies dan voor het tandheugelsysteem, aangezien dit is afgestemd op hoge snelheden en vermogensvereisten. Dit soort systeem heeft echter nadelen; als het niet regelmatig wordt gesmeerd, heeft het de neiging om na verloop van tijd snel te verslijten - dus denk eraan om uw rekmoeren goed geolied en schoon te houden.
Het traditionele tandheugelsysteem is het meest geschikt voor toepassingen die hoge snelheid, nauwkeurigheid en duurzaamheid vereisen, zoals het openen van de motorkap van een sportwagen of het trekken van aanhangers op een boerderij met een tractor. Het kan ook worden gebruikt in schakelmechanismen die een nauwkeurige ineengrijping van tandwielen vereisen. Het mag echter nooit worden gebruikt als nauwkeurige lineaire beweging nodig is, omdat het een dergelijke beweging niet kan creëren zonder nokken of hendels aan het werk.
In een toepassing waar precisie van het grootste belang is, kiest u een traditioneel tandwielmechanisme boven het tandheugel- en rondselsysteem, aangezien het vanaf de basis is ontworpen voor dit soort bewerkingen. Als u echter iets nodig heeft dat op hogere snelheden kan werken met een hoog stroomverbruik, kies dan voor het tandheugelsysteem omdat het is afgestemd op dit soort werk.
Houd er echter rekening mee dat het tandheugelsysteem na verloop van tijd aan slijtage onderhevig is, vooral als het niet de juiste zorg krijgt (d.w.z. de moeren smeren) - dit is normaal bij alle tandwielen en kan de levensduur verkorten, waardoor het ongeschikt is voor toepassingen zoals motorsport als het de lange uren van intensief racen niet aankan.
