چرخ دنده و انواع آن

چرخ دنده ها یکی از قطعات اساسی در صنعت هستند. تقریبا همه صنایع و دستگاه های صنعتی از چرخ دنده ها استفاده می کنند. چرخ دنده ها در اصل برای انتقال و تغییر جهت نیرو بین دو محور به کار می روند.

طراحی و عملکرد چرخ دنده ها به این صورت است که از یکسری دنده های مشابه تشکیل شدند که در یک فاصله ثابت و یکسان نسبت به یکدیگر قرار دارند. برخورد دندانه های یک چرخ دنده با چرخ دنده مجاور باعث می شود که نیرو بین آنها انتقال پیدا کند.

انواع چرخ دنده ها

چرخ دنده ها انواع گوناگونی دارند که هریک، از لحاظ کاربرد و کارایی تا حدودی با دیگری متفاوت است. در این بخش قصد داریم به بررسی انواع چرخ دنده صنعتی بپردازیم و ساختار هریک از آنها را بطو جداگانه بررسی کنیم.

چرخ دنده ساده

یکی از ساده ترین و رایج ترین انواع چرخ دنده، چرخ دنده ساده است. این چرخ دنده از نوع استوانه ای است و از دندانه های یکسان و موازی تشکیل شده است.

چرخ دنده های ساده طراحی آسانی دارند و در مواردی کاربرد دارند که سرعت نسبتا کم است و نیاز به گشتاور بالا وجود دارد؛ ازین رو، بهترین گزینه برای استفاده در مواردی است که نیاز به کاهش سرعت و چند برابر کردن گشتاور وجود دارد.

طراحی این چرخ دنده ها به شکل استوانه ای است و از دندانه های یکسان و مستقیم تشکیل شده اند که به موازات محور چرخ دنده قرار دارند. بدلیل طراحی و نحوه قرارگرفتن دنده ها در این چرخ دنده ها و برخورد زیاد آنها با یکدیگر باعث شده است که معمولا سروصدای زیادی تولید کنند.

از چرخ دنده های ساده در صنایع متعددی استفاده می شود. از جمله این صنایع میتوانیم به صنایع حمل و جابه جایی مواد و صنایع غذایی اشاره کنیم.

در صورتیکه دو چرخ دنده ساده در کنار همدیگر قرار بگیرند، در این حالت، چرخ دنده کوچکتر پینیون نام می گیرد و به چرخ دنده بزرگتر، چرخ یا همان چرخ دنده می گویند.

چرخ دنده مخروطی

چرخ دنده های مخروطی از دیگر انواع چرخ دنده های صنعتی هستند که روی سطح مخروطی قرار دارند و برای انتقال حرکت بین محور های متقاطع (90 درجه) استفاده می شوند. از این چرخ دنده ها میتوان در زوایای مختلفی استفاده کرد اما بیشترین کاربرد آن در مواقعی است که زاویه بین دو محور متقاطع، 90 درجه باشد یا به اصطلاح، بر همدیگر عمود باشند.

این چرخ دنده ها از نظر طراحی ظاهری، مخروطی شکل هستند و میتوانند در اندازه های مختلف مورد استفاده قرار بگیرند. یکی از کاربرد های شایع چرخ دنده های مخروطی در صنعت خودروسازی و در دیفرانسیل خودروهاست.

چرخ دنده مارپیچ

چرخ دنده مارپیچ نوع پراستفاده دیگری از انواع چرخ دنده صنعتی است که 4 نوع چرخ دنده را در بر میگیرد که عبارتند از : چرخ دنده هلیکال، چرخ دنده بول، چرخ دنده بول هلیکال و چرخ دنده کرانویل پینیون.

بطور کلی، چرخ دنده های مارپیچ دارای یکسری دندانه های زاویه دار هستند که به صورت مورب نسبت به محور چرخ دنده قرار دارند.

از چرخ دنده های مارپیچ معمولا در کاربرد های سنگین صنعتی استفاده می شود و به دلیل طراحی ویژه ای که دارند، نسبت به چرخ دنده های ساده سر و صدای بسیار کمتری تولید می کنند.
در ادامه به بررسی انواع چرخ دنده مارپیچ می پردازیم.

چرخ دنده هلیکال

چرخ دنده هلیکال یکی از انواع چرخ دنده های مارپیچ به شمار می رود. دندانه های این چرخ دنده بصورت مورب و پیوسته و با یک زاویه خاص نسبت به محور چرخ دنده قرار دارد که این موضوع باعث شده است که در زمانی که دندانه ها با هم درگیر می شوند، انتقال نیرو به شکل یکنواخت تری صورت بگیرد و سروصدا کاهش پیدا کند.

یکی از تفاوت های عمده چرخ دنده هلیکال نسبت به دیگر انواع چرخ دنده مارپیج این است که دندانه های آن به شکل پیوسته روی سطح استوانه ای قرار دارند.

چرخ دنده بول هلیکال

چرخ دنده بول هلیکال یکی از انوع چرخ دنده های مارپیچ مورد استفاده در صنعت است که برای انتقال حرکت و نیرو در زاویه های مختلف انجام می شود.

بعلاوه، دندانه های چرخ دنده بول هلیکال به شکل مارپیچی طراحی شده است که باعث می شود تماس بین دندانه های چرخ دنده ها به ندرت اتفاق بیفتد و لرزش و سروصدا کاهش پیدا کند.

چرخ دنده کرانویل پینیون

چرخ دنده کرانویل پینیون، از دو بخش با نام های کرانویل و پینیون تشکیل شده است بطوریکه کرانویل، چرخ دنده بزرگتر است که مخروطی شکل است. این چرخ دنده به محور عقب متصل است و با استفاده از دندانه های خودش، با پینیون درگیر می شود و نیروی چرخشی را از آن دریافت می کند.

از طرفی، پینیون چرخ دنده کوچک تری است و معمولا به محور انتقال قدرت متصل است. این بخش، از طریق درگیر شدن دندانه هایش با چرخ دنده کرانویل، حرکت چرخشی را به آن منتقل می کند.

چرخ دنده حلزونی

چرخ دنده حلزونی نیز یکی از انواع چرخ دنده های کاهنده است که با کاهش سرعت، به افزایش گشتاور کمک می کند. چرخ دنده های حلزونی دارای نسبت تبدیل 1 به 7.5 تا 1 به 100 هستند و در یکسری شرایط، نسبت تبدیل آنها 1 به 20 تا 1 به 300 است.

این چرخ دنده از دو بخش اصلی تشکیل شده است؛ یک پیچ حلزونی و یک چرخ دنده مارپیچ. از چرخ دنده حلزونی معمولا برای انتقال نیرو و قدرت بین دو محوری استفاده می شود که معمولا زاویه 90 درجه با همدیگر دارند.

پیچ حلزونی موجود در این چرخ دنده به موتور یا منبع قدرت متصل است و با چرخش خودش، دندانه های چرخ دنده مارپیچ را به حرکت در می آورد. چرخ دنده مارپیج نیز گشتاور را می گیرد و به دستگاه های دیگر منتقل می کند.

این دو بخش یعنی پیچ حلزونی و چرخ دنده مارپیچ در یک زاویه 90 درجه نسبت به همدیگر قرار دارند.

چرخ دنده خورشیدی یا سیاره ای

چرخ دنده خورشیدی یا سیاره ای، جزو کاربردی ترین و پرفروش ترین انواع چرخ دنده صنعتی است. چرخ دنده های خورشیدی دارای 3 جزء اصلی هستند که عبارتند از:

1. چرخ دنده مرکزی (خورشیدی)
2. چرخ دنده های سیاره ای
3. چرخ دنده های رینگی (حلقه ای)

طرز کار چرخ دنده خورشیدی خیلی ساده است. این چرخ دنده برای اینکه شروع به کار کند، به یک نیروی مکانیکی برای حرکت اجزا نیاز دارد که این نیرو از طریق منبع، تامین می شود.

این نیروی حرکتی از طریق یک شافت ورودی به مرکزی ترین چرخ دنده این سیستم یعنی چرخ دنده خورشیدی منتقل می شود. چرخ دنده خورشیدی، با دریافت نیرو، شروع به چرخیدن می کند.

در حین چرخش این چرخ دنده، دندانه های آن به تدریج با چرخ دنده های سیاره ای برخورد می کند و این نیرو را به آنها نیز منتقل می کند. در اثر این برخورد، چرخ دنده های سیاره ای شروع به چرخیدن می کنند.

در ادامه، این نیروی حرکتی از طریق چرخ دنده های سیاره ای، به چرخ دنده رینگی منتقل می شود و در نهایت، نیروی حرکتی دریافت شده از منبع، با دور کمتر و گشتاور زیاد تر به دستگاه یا قطعه مورد نظر منتقل می شود.

چرخ دنده شانه ای

چرخ دنده شانه ای یکی دیگر از انواع چرخ دنده های صنعتی است که برای تبدیل حرکت دایره ای به خطی یا برعکس، استفاده می شود. دندانه های این چرخ دنده میتواند مارپیچ یا مستقیم باشد. این چرخ دنده ها معمولا با یک چرخ دنده پینیون (ساده) همراه هستند.

یکی از کاربرد های چرخ دنده شانه ای در ترازو های عقربه ای است بطوریکه زمانی که یک وزنه از قلاب این ترازو ها آویزان می شود، چرخ دنده شانه ای در طول حرکت می کند و باعث حرکت دایره ای در پینیون می شود.

کاربرد چرخ دنده ها

چرخ دنده ها در انواع وسایل مکانیکی کاربرد دارند و از آنها برای انتقال نیرو و حرکت بین اجزای مختلف یک سیستم استفاده می شود.
یکی از مهم ترین کابرد های چرخ دنده ها، تغییر در سرعت و گشتاور است. چرخ دنده ها با توجه به نحوه چینش و ساختاری که در وسیله مورد نظر دارند، میتوانند موجب کاهش یا افزایش سرعت چرخش و تغییر در میزان گشتاور شوند؛ یعنی به عبارتی میتوانند با توجه به نیاز، اثر کاهندگی یا افزایندگی داشته باشند.

همچنین، از چرخ دنده ها در طیف وسیعی از صنایع مثل خودروسازی، رباتیک و بسیاری از صنایع سنگین استفاده می شود.

در صورت تمایل می توانید نظرات خودتان را برای ما ارسال کنید. کارشناسان مجموعه شهباز گیربکس در سریع ترین زمان، پاسخگوی شما خواهند بود.