به طور کلی انواع گیربکس شامل 5 نوع متداول است: چرخ دنده خار، چرخ دنده مارپیچ، چرخ دنده اریب، چرخ دنده حلزونی و چرخ دنده پینیون. هر یک از این نوع گیربکس ها برای مصارف خاص و متفاوتی استفاده می شوند و بسته به مدل انتقال قدرتشان، عملکرد متفاوتی دارند.
مزایا و معایب انواع گیربکس
در زیر در مورد هر نوع گیربکس صحبت خواهیم کرد: مزایا، معایب و کاربردهای آنها.
دنده استوانه ای
چرخ دنده خار یکی از مواردی است که پروفیل دندانه موازی با محور چرخ دنده بریده می شود و برای انتقال نیرو در شفت های موازی استفاده می شود.
مزایای چرخ دنده
آنها نسبت سرعت ثابتی را ارائه می دهند.
سرعت ها بسیار قابل اعتماد هستند.
چرخ دنده ها ساده ترین شکل را دارند و در نتیجه طراحی و ساخت آنها راحت تر است.
اگر یک چرخ دنده خار را با یک چرخ دنده حلزونی با همان اندازه مقایسه کنید، آنها کارآمدتر هستند.
دندان های ژیریکس خاردار با محور آن موازی هستند. بنابراین نیروی محوری تولید نمی کند و به همین دلیل می توان آنها را به راحتی با استفاده از یاتاقان ها سوار کرد.آنها می توانند برای انتقال مقدار زیادی نیرو (حدود 50000 کیلو وات) استفاده شوند.
معایب چرخ دنده
گیربکس ها دارای دنده های کم سرعت هستند.
دندان ها فشار زیادی را احساس می کنند.
آنها نمی توانند نیرو را بین شفت های غیر موازی انتقال دهند.
نمی توان از آنها برای انتقال انرژی از راه دور استفاده کرد.
دنده ها هنگام دویدن با سرعت بالا صدای زیادی تولید می کنند.
در مقایسه با انواع دیگر گیربکس ها؛ به اندازه کافی قوی نیست.
گیربکس حلزونی یا شفت مستقیم / چرخ دنده هلیکال
گیربکس حلزونی دستگاهی است که پروفیل دندانه آن با توجه به محور چرخش چرخ دنده ها بریده می شود. از این نوع گیربکس برای انتقال روان نیرو در شفت های موازی با صدای بسیار کم استفاده می شود.
مزایای گیربکس حلزونی
دندانه های زاویه دار نسبت به دندانه های گیربکس به تدریج با یکدیگر مشبک می شوند و آنها را بی صدا و بی صداتر می کند.
این نوع گیربکس ها بسیار بادوام و ایده آل برای کاربردهای سنگین هستند.
در هر زمان، بار آنها روی چندین دندان توزیع می شود که منجر به سایش کمتر می شود.این می تواند حرکت و قدرت را بین شفت های موازی در زوایای قائم منتقل کند.
معایب گیربکس حلزونی
یکی از معایب بارز گیربکس هایکال. رانش توسط شفت چرخ دنده ایجاد می شود که باید توسط یاتاقان های رانش مناسب هدایت شود و اصطکاک لغزشی بیشتری بین دندانه های مش ایجاد می شود که اغلب با مواد افزودنی در روان کننده استفاده می شود. بنابراین می توان گفت که گیربکس های حلزونی به دلیل هندسه منحصر به فرد شفت چرخ دنده باعث ضایعات می شوند.
گیربکس های حلزونی کارایی کمتری دارند زیرا تماس لغزشی بین دندانه ها وجود دارد که به نوبه خود نیروی محوری بر روی محور چرخ دنده ایجاد می کند و گرمای بیشتری تولید می کند. بنابراین تلفات برق بیشتر و بازده کمتر.
گیربکس Bull / Bevel Gear
گیربکس Bull گیربکسی است که دارای پروفیل دندانه ای روی سطح مخروطی شکل است که به موازات محور چرخ دنده بریده شده است. برای انتقال نیرو در شفت های عمودی (شفت هایی که زاویه 90 درجه دارند) استفاده می شود.
مزایای گیربکس بول
این نوع گیربکس امکان تغییر زاویه کار را فراهم می کند.
تفاوت در تعداد دندانه ها (قطر موثر) در هر چرخ مزیت مکانیکی را تغییر می دهد.با افزایش یا کاهش سرعت نسبت به دندانه ها می توان نسبت چرخش بین چرخ ها را تغییر داد یعنی با افزایش سرعت و گشتاور می توان چرخش و گشتاور چرخ دوم را نسبت به چرخ اول تغییر داد.
معایب گیربکس بول
باید دقیقا نصب بشه
یاتاقان های شفت باید بتوانند نیروهای قابل توجهی را تحمل کنند.
دنده کرم
یک گیربکس حلزونی از پروفیل دندانه ای شبیه به پیچ استفاده می کند. برای انتقال نیرو در شفت های عمودی (شفت هایی که در زاویه 90 درجه به هم می رسند) استفاده می شود. این دستگاه ها ساده هستند.
مزایای گیربکس حلزونی
آنها روان و بدون سر و صدا کار می کنند.
خودشان را قفل می کنند.
فضای کمتری را اشغال می کنند.
می توان از آنها برای کاهش سرعت و افزایش گشتاور استفاده کرد.
نسبت سرعت بالا را می توان در یک مرحله به دست آورد.
معایب گیربکس حلزونی
مواد دنده حلزونی گران هستند.
درایوها تلفات برق بالایی دارند.
یک نقطه ضعف، پتانسیل حرکت لغزشی قابل توجه است که منجر به راندمان ضعیف می شود.
گرمای زیادی تولید می کنند.
چرخ دنده
گیربکس پینیون. این یک چرخ دنده ساده است که پروفیل دندانه ها به موازات محور چرخ دنده بریده شده است، در حالی که قفسه به عنوان یک تیر مستقیم با برش های دندانه ای مشابه چرخ دنده استفاده می شود.
مزایای گیربکس پینیون
ارزان
جمع و جور و فشرده
قدرتمند
ساده ترین راه برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی
Rock and pinion کنترل راحت تر و فشرده تر را ارائه می دهد.
معایب گیربکس پینیون
زیرا این قدیمی ترین گیربکس است. چرخ از نظر انرژی راحت ترین و کمی پهن تر است. با توجه به اصطکاک آشکار؛ شما قبلا حدس می زنید که مقدار ورودی نسبت به خروجی چقدر است. نیروی زیادی که وارد مکانیسم می شود برای غلبه بر اصطکاک صرف می شود و به طور دقیق حدود 80٪ از کل نیرو در غلبه بر اصطکاک از بین می رود.
قفسه و پینیون می توانند با سطوح خاصی از اصطکاک کار کنند. اصطکاک بیش از حد و مکانیسم در معرض سایش بیش از حد معمول است و برای کار کردن به نیروی بیشتری نیاز دارد.
بدترین عیب قفسه و پینیون به دلیل اصطکاک ذاتی است که وجود دارد. یعنی همان نیرویی که عملاً همه چیز را در مکانیک کار می کند. به دلیل اصطکاک، سایش و پارگی دائمی وجود دارد و احتمالاً پس از مدتی نیاز به تعویض دارد.
از آنجایی که موارد فوق پنج نوع اصلی گیربکس موجود در بازار امروزی هستند، انواع دنده های مورد استفاده برای یک کاربرد خاص به نحوه انتقال نیرو بستگی دارد.مزایا و معایب انواع گیربکس در بالا توضیح داده شده است و بر این اساس می توانید تصمیم بگیرید که از کدام نوع گیربکس شروع کنید.