ساخت چرخ‌دنده حلزونی چیست

چرخ‌دنده حلزونی، یکی از مهم‌ترین قطعات گیربکس حلزونی است و به همراه یک شفت مارپیچ به نام ماردون برای انتقال نیرو و گشتاور بکار می‌رود. وقتی از چرخ‌دنده حلزونی صحبت می‌شود، منظور مجموعه چرخ‌دنده و ماردون است. در گیربکس حلزونی، نیروی ورودی موتور به ماردون اعمال شده و دندانه‌های آن با چرخ‌دنده حلزونی درگیر می‌شوند؛ سپس نیرو به‌وسیله چرخ‌دنده به شفت خروجی منتقل می‌شود. چرخ‌دنده حلزونی دو عمل اصلی را انجام می‌دهد؛ کاهش دور خروجی و افزایش گشتاور نیرو.

چرخ دنده حلزونی

میزان کاهش دور، بر اساس نسبت تبدیل انجام می‌گیرد و برابر با تعداد دفعاتی است که ماردون باید بچرخد تا چرخ‌دنده یک دور کامل بزند. چرخ‌دنده‌های حلزونی می‌توانند راست‌گرد یا چپ‌گرد باشند؛ اما همیشه نیروی ورودی را با ۹۰ درجه تغییر جهت منتقل می‌کنند.

مزایای چرخ‌دنده حلزونی
هر چرخ‌دنده صنعتی مزایا و معایب خاص خود را دارد؛ در ادامه به برخی از مزایای چرخ‌دنده حلزونی نسبت به سایر چرخ‌دنده‌ها اشاره می‌کنیم.

اولین مورد، نسبت تبدیل گیربکس حلزونی است؛ چرخ‌دنده‌های حلزونی با نسبت‌تبدیل‌های متنوعی تولید شده و کاهش دور خروجی زیادی را فراهم می‌کنند. درحالی‌که سایر گیربکس‌های صنعتی برای دسترسی به این نسبت‌ها باید از چند استیج (مرحله) کاهش استفاده کنند و حجم گیربکس افزایش می‌یابد.
دومین و مهم‌ترین مزیت استفاده از چرخ‌دنده حلزونی، خاصیت خود قفل‌شوندگی یا عدم برگشت‌پذیری است. در گیربکس‌های حلزونی با نسبت تبدیل‌های مشخص (۱:۴۶ با بالا)، فقط ماردون امکان چرخش چرخ‌دنده را دارد و عکس آن، یعنی چرخش ماردون توسط شفت خروجی امکان‌پذیر نیست؛ به این قابلیت عدم برگشت‌پذیری یا خاصیت خود قفل‌شوندگی می‌گویند. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره این دستگاه‌ها، پیشنهاد می‌شود مقاله گیربکس برگشت‌ناپذیر یا خود قفل‌شونده را مطالعه فرمایید.
در سایر گیربکس‌های صنعتی، ورودی و خروجی را به‌صورت مستقل می‌توان چرخاند؛ این گیربکس‌ها برای عدم برگشت‌پذیری باید از لوازم جانبی مانند بک استاپ استفاده کنند.

معایب چرخ‌دنده حلزونی
باتوجه‌به طراحی و نحوه عملکرد گیربکس‌های حلزونی، همواره ترکیبی از غلتش و لغزش بین ماردون و چرخ‌دنده وجود دارد؛ به همین علت، اصطکاک بین آن‌ها بسیار زیاد بوده و گرمای زیادی تولید می‌کنند که راندمان کلی گیربکس را کاهش می‌دهد.
گیربکس‌های حلزونی سروصدای بیشتر و دقت کمتری نسبت به گیربکس خورشیدی یا هلیکال دارند.
به دلیل اصطکاک و حرارت بالا، عمر مفید گیربکس‌های حلزونی کوتاه‌تر بوده و نیاز به تعمیر و نگهداری بیشتری دارند.
ساخت چرخ‌دنده حلزونی
روش‌های مختلفی برای ساخت چرخ‌دنده حلزونی وجود دارد؛ از جمله:

هابینگ
فرزکاری
هابینگ
استفاده از هاب دنده، رایج‌ترین روش تراش چرخ‌دنده حلزونی است؛ دستگاه هاب، از دندانه‌های فولادی سختی ساخته شده که در هر بار چرخش چند دندانه را برش می‌دهند. برخی از قطعه‌سازان، به همراه روش هابینگ از آهنگری سرد نیز استفاده می‌کنند که کیفیت ساخت چرخ‌دنده را افزایش می‌دهد. ماشین‌های هابینگ کاملاً خودکار بوده و برای تراش دنده‌های سایز کوچک تا بسیار بزرگ استفاده می‌شوند.

فرزکاری
در فرایند فرزکاری، هر دندانه به‌صورت جداگانه روی چرخ خام برش می‌خورد؛ در این روش از یک ابزار برش مخصوص استفاده می‌شود که دقت بالاتری نسبت به هابینگ دارد.
کالاصنعتی

سنگ‌زنی
سنگ زنی یکی از روش‌های افزایش سختی و بهبود کیفیت چرخ دنده و ماردون است؛ برای این منظور، چرخ دنده پس از تراش به یکی از روش‌های گفته شده، به وسیله دستگاه‌های مخصوص و دقیقی پرداخت می شود.

انواع چرخ‌دنده حلزونی
ماردون و چرخ‌دنده‌های حلزونی انواع مختلفی دارند؛ چرخ‌دنده‌های حلزونی با نسبت‌های مختلف و معمولاً با سه آلیاژ آلومینیوم - برنز، فسفر - برنز و نیکل - برنز تولید می‌شوند. همچنین برخی از شرکت‌های تولیدکننده گیربکس حلزونی مانند SEW، از چرخ‌دنده‌های ترکیبی هلیکال - حلزونی در گیربکس‌های خود استفاده می‌کنند. این چرخ‌دنده‌ها، علاوه بر ویژگی‌های گیربکس حلزونی، برخی از خواص گیربکس هلیکال را نیز به همراه دارند. ماردون حلزونی به دلیل اصطکاک و حرارت زیادی که تحمل می‌کند از جنس فولاد و در انواع تک راه و چند راه تولید می‌شوند؛ از ماردون‌های چند راه در مواردی که نیاز به دوران کمتر ولی حرکت خطی بیشتری باشد، استفاده می‌کنند.