سه شنبه ۱۰ مهر ۰۳ | ۱۰:۵۵ ۱۰ بازديد
در دنیایی مدرن امروزی، ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی در تمامی جنبه‌های زندگی نقش مهمی ایفا می‌کنند. بدون شک، چرخ‌دنده‌های صنعتی جزو مهم‌ترین قطعات به‌کاررفته در این ماشین‌آلات هستند. چرخ‌دنده‌ها نقش مهمی در انتقال گشتاور بین محورهای گیربکس صنعتی داشته و در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند.
در ساده‌ترین تعریف، چرخ‌دنده صنعتی را می‌توان این‌گونه توصیف کرد:
قطعه‌ای دایره‌ای‌شکل و چرخان که تعدادی دندانه در ساختار آن وجود دارد و برای انتقال گشتاور و سرعت از یک محور یا شفت به شفت دیگر استفاده می‌شود. نوع دندانه‌ها تعیین‌کننده نوع چرخ‌دنده و در نهایت نوع گیربکسی است که از این چرخ‌دنده‌ها استفاده می‌کند. جهت، سرعت و گشتاور قدرت ورودی را با کمک چرخ‌دنده‌ها می‌توان تغییر داد.
انواع چرخ‌دنده
انواع چرخ‌دنده صنعتی عبارت‌اند از:
چرخ‌دنده ساده (Spur Gear)
چرخ‌دنده هلیکال (Helical Gear)
چرخ‌دنده هرینگبون (Herringbone Gear)
چرخ‌دنده دبل هلیکال (Double Helical Gear)
چرخ‌دنده اسکرو (Screw Gear)
چرخ‌دنده مخروطی یا بول (Bevel Gear)
چرخ‌دنده مخروطی تاجی (Crown Bevel Gear)
چرخ‌دنده مخروطی هیپوئید (Hypoid Bevel Gear)
چرخ‌دنده مخروطی میتر (Miter Bevel Gear)
چرخ‌دنده مخروطی مارپیچی (Spiral Bevel Gear)
چرخ‌دنده مخروطی مستقیم (Straight Bevel Gear)
چرخ‌دنده مخروطی زیرول (Zerol Bevel Gear)
چرخ‌دنده شانه‌ای (Gear Rack)
چرخ‌دنده حلزونی (Worm Gear)
چرخ‌دنده داخلی (Internal Gear)
دسته بندی فوق بر اساس شکل ظاهری، نوع دندانه‌ها و نحوه قرارگیری محورها انجام گرفته‌است. در ادامه به معرفی هر یک از این چرخ‌دنده‌ها پرداخته و ویژگی‌ها، مزایا، معایب و کاربردهای اصلی آن‌ها بررسی می‌کنیم.
انواع چرخ دنده صنعتی
چرخ دنده ساده چیست؟
چرخ دنده ساده
چرخ دنده ساده که با نام چرخ دنده خار، دندانه دار یا Spur Gear نیز شناخته می شود، یکی از پر کاربردترین انواع چرخ دنده صنعتی است که دارای بدنه ای دایره ای شکل بوده و دندانه های آن به صورت مستقیم بریده شده و به موازات محور چرخ دنده و در یک راستا قرار گرفته اند. با توجه به کاربرد مد نظر، چرخ دنده های ساده را می توان با سایر چرخ دنده ها ترکیب کرده و در گیربکس خورشیدی به کار گرفت.
چرخ دنده های خار امکان تحمل بار محوری کمی داشته و نمی توانند برای سرعت های بسیار بالا و حمل بار زیاد استفاده شوند؛ با این حال راندمان بالایی دارند. یکی دیگر از معایب این چرخ دنده ها، صدای زیاد آن ها در سرعت های نسبتاً بالا است.
چرخ دنده ساده را معمولاً از جنس برنج، فولاد و در بعضی موارد از پلاستیک، پلی کربنات و … تولید می کنند. دو نوع چرخ دنده ساده وجود دارد که عبارتند از:
چرخ دنده خارجی: این چرخ دنده در سطح خارجی سیلندر خود دارای دندانه است. اگر دو چرخ دنده خارجی با یکدیگر جفت شوند، در جهت مخالف همدیگر حرکت می کنند.
چرخ دنده داخلی: چرخ دنده های خار داخلی، دارای دندانه هایی در سطح داخلی سیلندر خود هستند؛ چرخ دنده های خارجی درون چرخ دنده های داخلی قرار می گیرند و با همدیگر حرکت می کنند.
چرخ دنده ساده داخلی و خارجی
کاربرد چرخ‌دنده ساده
از چرخ دنده‌های ساده به‌طور گسترده‌ای در صنایع مختلف استفاده می‌شود. از جمله کاربردهای چرخ‌دنده ساده می‌توان به صنایع مواد غذایی، چوب، حمل و جابجایی مواد، انرژی‌های تجدید‌پذیر و … اشاره نمود. برخی از مهم ترین کاربردهای این چرخ دنده عبارتند از:
دستگاه نوار نقاله
سیستم های آبیاری
تجهیزات حمل بار
انواع گیربکس خورشیدی
چرخ‌دنده هلیکال چیست؟
چرخ دنده هلیکال تک
کالاصنعتی
چرخ‌دنده هلیکال یا چرخ‌دنده مارپیچ، بیشترین تنوع را در میان همه چرخ‌دنده‌های صنعتی دارد و در انواع گیربکس هلیکال استفاده می‌شود. این چرخ‌دنده‌ها برای محورهای موازی و شفت مستقیم به کار می‌روند. دندانه‌های چرخ‌دنده هلیکال به دو صورت چپ‌گرد و راست‌گرد برش می‌خورند؛ هر جفت چرخ‌دنده هلیکال از یک چرخ‌دنده راست‌گرد و یک چرخ‌دنده چپ‌گرد تشکیل شده است. فرایند درگیرشدن دندانه‌های این چرخ‌دنده‌ها به‌صورت تدریجی است. درگیری دندانه‌ها از انتهای یک‌دنده شروع می‌شود و به‌تدریج، با چرخش چرخ‌دنده بیشتر می‌شود تا در نهایت دو دنده به‌صورت کامل با یکدیگر درگیر شوند.
دنده هلیکال چپ گرد و راست گرد
باتوجه‌به تماس تدریجی دندانه‌ها با یکدیگر، چرخ‌دنده‌های هلیکال صدای بسیار کمتری نسبت به سایر چرخ‌دنده‌های صنعتی تولید می‌کنند. همچنین شوک وارد شده به دندانه‌ها و لقی آن‌ها بسیار کمتر خواهد بود. بزرگ‌ترین مزیت چرخ‌دنده‌های هلیکال، راندمان بالای آن‌ها است؛ بااین‌حال، به دلیل طراحی و ساخت پیچیده‌تر و دشوارتر، هزینه بیشتری نسبت به سایر چرخ‌دنده‌ها دارند. علاوه بر این، به دلیل زاویه 15 تا 30 درجه ای دندانه‌ها نسبت به صفحه چرخ‌دنده، بار محوری زیادی تولید کرده و باید از بلبرینگ های تماس زاویه ای برای مهار بار محوری این چرخ‌دنده‌ها استفاده شود.
چرخ‌دنده دبل هلیکال
چرخ‌دنده دبل هلیکال یا هلیکال دوتایی، از دو دنده هلیکال چپ‌گرد و راست‌گرد تشکیل شده است. زاویه دندانه‌های این دو چرخ‌دنده یکسان است و برای انتقال نیرو بین دو شفت موازی به کار می‌رود. از جمله مزایای این چرخ‌دنده‌ها می‌توان به استحکام بالا، رزونانس کم و توانایی بالا در مهار بار محوری اشاره کرد؛ اما به دلیل فرایند پیچیده و دشوار ساخت، قیمت بالایی دارند.
در ساده‌ترین تعریف، چرخ‌دنده صنعتی را می‌توان این‌گونه توصیف کرد:
قطعه‌ای دایره‌ای‌شکل و چرخان که تعدادی دندانه در ساختار آن وجود دارد و برای انتقال گشتاور و سرعت از یک محور یا شفت به شفت دیگر استفاده می‌شود. نوع دندانه‌ها تعیین‌کننده نوع چرخ‌دنده و در نهایت نوع گیربکسی است که از این چرخ‌دنده‌ها استفاده می‌کند. جهت، سرعت و گشتاور قدرت ورودی را با کمک چرخ‌دنده‌ها می‌توان تغییر داد.
انواع چرخ‌دنده
انواع چرخ‌دنده صنعتی عبارت‌اند از:
چرخ‌دنده ساده (Spur Gear)
چرخ‌دنده هلیکال (Helical Gear)
چرخ‌دنده هرینگبون (Herringbone Gear)
چرخ‌دنده دبل هلیکال (Double Helical Gear)
چرخ‌دنده اسکرو (Screw Gear)
چرخ‌دنده مخروطی یا بول (Bevel Gear)
چرخ‌دنده مخروطی تاجی (Crown Bevel Gear)
چرخ‌دنده مخروطی هیپوئید (Hypoid Bevel Gear)
چرخ‌دنده مخروطی میتر (Miter Bevel Gear)
چرخ‌دنده مخروطی مارپیچی (Spiral Bevel Gear)
چرخ‌دنده مخروطی مستقیم (Straight Bevel Gear)
چرخ‌دنده مخروطی زیرول (Zerol Bevel Gear)
چرخ‌دنده شانه‌ای (Gear Rack)
چرخ‌دنده حلزونی (Worm Gear)
چرخ‌دنده داخلی (Internal Gear)
دسته بندی فوق بر اساس شکل ظاهری، نوع دندانه‌ها و نحوه قرارگیری محورها انجام گرفته‌است. در ادامه به معرفی هر یک از این چرخ‌دنده‌ها پرداخته و ویژگی‌ها، مزایا، معایب و کاربردهای اصلی آن‌ها بررسی می‌کنیم.
انواع چرخ دنده صنعتی
چرخ دنده ساده چیست؟
چرخ دنده ساده
چرخ دنده ساده که با نام چرخ دنده خار، دندانه دار یا Spur Gear نیز شناخته می شود، یکی از پر کاربردترین انواع چرخ دنده صنعتی است که دارای بدنه ای دایره ای شکل بوده و دندانه های آن به صورت مستقیم بریده شده و به موازات محور چرخ دنده و در یک راستا قرار گرفته اند. با توجه به کاربرد مد نظر، چرخ دنده های ساده را می توان با سایر چرخ دنده ها ترکیب کرده و در گیربکس خورشیدی به کار گرفت.
چرخ دنده های خار امکان تحمل بار محوری کمی داشته و نمی توانند برای سرعت های بسیار بالا و حمل بار زیاد استفاده شوند؛ با این حال راندمان بالایی دارند. یکی دیگر از معایب این چرخ دنده ها، صدای زیاد آن ها در سرعت های نسبتاً بالا است.
چرخ دنده ساده را معمولاً از جنس برنج، فولاد و در بعضی موارد از پلاستیک، پلی کربنات و … تولید می کنند. دو نوع چرخ دنده ساده وجود دارد که عبارتند از:
چرخ دنده خارجی: این چرخ دنده در سطح خارجی سیلندر خود دارای دندانه است. اگر دو چرخ دنده خارجی با یکدیگر جفت شوند، در جهت مخالف همدیگر حرکت می کنند.
چرخ دنده داخلی: چرخ دنده های خار داخلی، دارای دندانه هایی در سطح داخلی سیلندر خود هستند؛ چرخ دنده های خارجی درون چرخ دنده های داخلی قرار می گیرند و با همدیگر حرکت می کنند.
چرخ دنده ساده داخلی و خارجی
کاربرد چرخ‌دنده ساده
از چرخ دنده‌های ساده به‌طور گسترده‌ای در صنایع مختلف استفاده می‌شود. از جمله کاربردهای چرخ‌دنده ساده می‌توان به صنایع مواد غذایی، چوب، حمل و جابجایی مواد، انرژی‌های تجدید‌پذیر و … اشاره نمود. برخی از مهم ترین کاربردهای این چرخ دنده عبارتند از:
دستگاه نوار نقاله
سیستم های آبیاری
تجهیزات حمل بار
انواع گیربکس خورشیدی
چرخ‌دنده هلیکال چیست؟
چرخ دنده هلیکال تک
کالاصنعتی
چرخ‌دنده هلیکال یا چرخ‌دنده مارپیچ، بیشترین تنوع را در میان همه چرخ‌دنده‌های صنعتی دارد و در انواع گیربکس هلیکال استفاده می‌شود. این چرخ‌دنده‌ها برای محورهای موازی و شفت مستقیم به کار می‌روند. دندانه‌های چرخ‌دنده هلیکال به دو صورت چپ‌گرد و راست‌گرد برش می‌خورند؛ هر جفت چرخ‌دنده هلیکال از یک چرخ‌دنده راست‌گرد و یک چرخ‌دنده چپ‌گرد تشکیل شده است. فرایند درگیرشدن دندانه‌های این چرخ‌دنده‌ها به‌صورت تدریجی است. درگیری دندانه‌ها از انتهای یک‌دنده شروع می‌شود و به‌تدریج، با چرخش چرخ‌دنده بیشتر می‌شود تا در نهایت دو دنده به‌صورت کامل با یکدیگر درگیر شوند.
دنده هلیکال چپ گرد و راست گرد
باتوجه‌به تماس تدریجی دندانه‌ها با یکدیگر، چرخ‌دنده‌های هلیکال صدای بسیار کمتری نسبت به سایر چرخ‌دنده‌های صنعتی تولید می‌کنند. همچنین شوک وارد شده به دندانه‌ها و لقی آن‌ها بسیار کمتر خواهد بود. بزرگ‌ترین مزیت چرخ‌دنده‌های هلیکال، راندمان بالای آن‌ها است؛ بااین‌حال، به دلیل طراحی و ساخت پیچیده‌تر و دشوارتر، هزینه بیشتری نسبت به سایر چرخ‌دنده‌ها دارند. علاوه بر این، به دلیل زاویه 15 تا 30 درجه ای دندانه‌ها نسبت به صفحه چرخ‌دنده، بار محوری زیادی تولید کرده و باید از بلبرینگ های تماس زاویه ای برای مهار بار محوری این چرخ‌دنده‌ها استفاده شود.
چرخ‌دنده دبل هلیکال
چرخ‌دنده دبل هلیکال یا هلیکال دوتایی، از دو دنده هلیکال چپ‌گرد و راست‌گرد تشکیل شده است. زاویه دندانه‌های این دو چرخ‌دنده یکسان است و برای انتقال نیرو بین دو شفت موازی به کار می‌رود. از جمله مزایای این چرخ‌دنده‌ها می‌توان به استحکام بالا، رزونانس کم و توانایی بالا در مهار بار محوری اشاره کرد؛ اما به دلیل فرایند پیچیده و دشوار ساخت، قیمت بالایی دارند.
سرویس فاکتور گیربکس صنعتی چیست؟