به گزارش «خبرنامه دانشجویان ایران»؛ با توجه به اینکه مهم ترین عضو در گیربکس های صنعتی، چرخ دنده های آن است و هر چرخ دنده دارای مزایا و معایب مختص خود است؛ در این مقاله به طور مفصل انواع چرخ دنده گیربکس صنعتی را بررسی می کنیم. آشنایی با چرخ دنده های پر کاربرد باعث می شود تا اطلاعات دقیق تری نسبت به گیربکس ها و ویژگی های آن ها کسب کنیم.
به طور کلی می توان 2 روش برای دسته بندی چرخ دنده های مورد استفاده در گیربکس های صنعتی در نظر گرفت. روش اول بر اساس شکل ظاهری هر چرخ دنده و در واقع سبک طراحی آن و روش دوم بر اساس زاویه قرارگیری چرخ دنده نسبت به شفتی که به آن متصل می شود.
این چرخ دنده ها توسط تولید کننده های گیربکس صنعتی برای ساخت گیربکس های صنعتی کاهنده دور مورد استفاده قرار می گیرد که در ادامه به طور همزمان چرخ دنده ها را از هر دو نظر بررسی می کنیم.
چرخ دنده ساده
چرخ دنده ساده یکی ازمتداول ترین نوع چرخ دنده صنعتی محسوب می شود. این چرخ دنده ها به لحاظ طراحی بسیار ساده هستند. به بیان دقیق تر چرخ دنده ساده، یک استوانه است که اطراف آن با دنده هایی منظم و مساوی تقسیم بندی شده است. می دانیم که در قسمت میانی چرخ دنده ها یک حفره برای قرارگیری شافت تعبیه شده است.
از طرفی در چرخ دنده های ساده دنده ها به طور مستقیم و بدون زاویه نسبت به شافت طراحی می شوند. بر همین اساس دنده ها در راستای محور (شفت) قرار گرفته و چرخ دنده ساده در دسته شافت (محور) موازی قرار می گیرد.
چرخ دنده حلزونی
چرخ دنده های حلزونی از 2 جز تشکیل شده اند. چرخ دندانه دار و مارپیچ یا حلزونی. این نوع چرخ دنده در تمام گیربکس های حلزونی استفاده می شود. با توجه به ساختار این چرخ دنده، زاویه قرار گیری شافت و چرخ دنده صفر بوده و در نتیجه از نوع شافت موازی می باشد.
.jpg)
چرخ دنده های حلزونی طوری طراحی شده اند که تنها در یک جهت می چرخند. علت این نوع حرکت، وجود مارپیچ بالای چرخ دنده است. هنگام حرکت مارپیچ، چرخ دنده شروع به حرکت می کند. اما در صورت توقف ناگهانی، چرخ دنده به دلیل درگیری و قفل شدن در مارپیچ نمی تواند به جهت عکس بچرخد.
این ویژگی در چرخ دنده های حلزونی که به خود قفل شونده بودن معروف است، یکی از مزایای مهم در گیربکس حلزونی به شمار می آید. به طوری که در صنایعی مانند حمل و نقل که امکان عقبگرد در حرکت وجود دارد، به خوبی می توان با توجه به وزن و نوع بار قابل جابه جایی، از انواع گیربکس های حلزونی استفاده کرد.
به عنوان مثال گیربکس بالابر را از میان انواع حلزونی آن انتخاب می کنند تا در صورت نیاز، حرکت بالابر قفل شده و در جهت عکس نچرخد.
چرخ دنده هلیکال
چرخ دنده های هلیکال یکی از پر کاربردترین و کم صدا ترین نوع چرخ دنده محسوب می شوند. دنده های این چرخ دنده به صورت مایل (مورب) طراحی شده است که همین تفاوت کوچک نسبت به چرخ دنده ساده، باعث به وجود آمدن تغییرات بزرگی در خروجی و عملکرد چرخ دنده هلیکال شده است.
با توجه به اینکه دنده ها در چرخ دنده هلیکال به صورت زاویه دار با شافت طراحی شده اند، هر جفت چرخ دنده در هنگام چرخش تماس زیادی با یکدیگر دارند. همین موضوع باعث می شود تا حرکت پیوسته و در نتیجه نرم باشد.
علاوه بر این چرخ دنده های هلیکال توانایی بالایی در انتقال توان و گشتاور دارند، به همین دلیل گیربکس های هلیکال یکی از پر قدرت ترین گیربکس های صنعتی محسوب می شوند.
چرخ دنده بول
این چرخ دنده ها تفاوت زیادی با طراحی های دیگر دارند. چرخ دنده بول که مخروطی نیز گفته می شود، در 4 مدل مختلف و با بازده بالا ساخته می شود. یکی از تفاوت های مهم چرخ دنده بول با دیگر چرخ دنده ها، در زاویه قرارگیری شفت آن است. این زاویه در این چرخ دنده به صورت عمود است.
همین طراحی متفاوت منجر به ساخت و تولید گیربکس های بول یا اصطلاحا 90 درجه شده است. شایان ذکر است تعداد مارپیچ های روی پینیون کمتر از تعداد دنده های موجود روی چرخدنده است. که همین تفاوت نسبت تبدیل های متنوعی را تولید می کند.
لازم به ذکر است برای تولید گیربکس 90 درجه می توان از چرخ دنده حلزونی نیز استفاده نمود، اما راندمان و قدرت گیربکس های بول به مراتب بیشتر از حلزونی است.
همانطور که اشاره شد، انواع چرخ دنده بول در 4 مدل مختلف اصلی تولید می شود.این مدل ها عبارت است از:
- چرخدنده بول مستقیم: این چرخ دنده به صورت مخروطی طراحی شده و دنده های آن مستقیم هستند.
- چرخ دنده بول مارپیچ: این نوع چرخ دنده مخروطی دارای دنده های مایل می باشد.
- چرخ دنده مخروطی زیرول: طراحی این چرخ دنده ترکیبی از دو مدل قبلی است.
- چرخ دنده بول هیپوئید: دارای دنده های مقعر است.
چرخ دنده های مستقیم بول به دلیل دنده های مستقیم برای درگیر شدن با یکدیگر سروصدای زیادی ایجاد می کند. اما مدل مارپیچ به دلیل مورب بودن دنده ها، مانند نوع هلیکال دارای سطح تماس بالاتر و در نتیجه حرکت نرم تری می باشند. با این وجود به دلیل تولید راحت تر و قیمت مناسب تر استفاده از چرخدنده هلیکال مستقیم رواج بیشتری دارد.
.jpg)
چرخ دنده های خورشیدی
چرخ دنده مرکزی یا خورشیدی: همانگونه که از اسم این چرخ دنده مشخص است. محل قرار گیری آن در مرکز است. جایگاه این چرخ دنده متناسب با محور یا شافتی که در گیربکس قرار دارد، تنظیم می شود. این چرخ دنده وظیفه انتقال قدرت را بر عهده دارد.
چرخ دنده های سیاره ای: این چرخ دنده ها به دلیل درگیری با چرخ دنده مرکزی و البته بخش سوم یعنی رینگ دندانه ای، مجبور به حرکت می شوند. همانطور که در شکل مشخص است این چرخ دنده ها حول چرخ دنده خورشیدی قرار داشته و با استفاده از یک صفحه یا پوسته به صورت بالانس در می آید.
رینگ دندانه ای: این رینگ به طوری طراحی شده که از داخل به صورت دندانه ای است و با چرخ دنده های سیاره ای در تماس است.
جمع بندی
در این مقاله سعی کریدم چرخ دنده هایی که در گیربکس های صنعتی بیشترین استفاده را دارند بررسی کنیم. همانگونه که دیدیم انواع چرخ دنده گیربکس صنعتی باعث به وجود آمدن طراحی های مختلفی از کاهنده ها در صنعت شده است.اما نکته مهم این است که چرخ دنده ها تنها به همین مدل ها محدود نمی شوند و دارای طراحی های متنوع و کاربرد های گسترده ای هستند.
