گیربکس کاهنده چیست؟

اجزای اصلی گیربکس کاهنده چیست؟

قبل از هر چیز، بهتر است به بررسی مهم ترین اجزا گیربکس های کاهنده بپردازیم تا ادامه مطالب برایتان قابل فهم تر باشد.

چرخ دنده

اولین و شاید مهم ترین بخش گیربکس صنعتی، چرخ دنده ها هستند. گیربکس های کاهنده دارای انواع مختلفی از چرخ دنده ها هستند که با توجه به نوع دنده ی قرار گرفته روی آنها به انواع : چرخ دنده ساده، هلیکال (مارپبچ)، مخروطی و حلزونی تقسیم می شوند.

بلبرینگ گیربکس

بلبرینگ ها، بخش دیگری در گیربکس های کاهنده اند که وظیفه آنها پشتیبانی از شافت هاست. کار مهم دیگری که بلبرینگ ها انجام می دهند، کاهش اصطکاک بین اجزا و محفظه است که باعث می شود حرکت و چرخش شافت، خیلی راحت تر و روان تر انجام شود.

بعلاوه، این قطعات کاربردی یک توانایی مهم دیگر هم دارند و آن این است که می توانند فشار ها و بار های محوری و شعاعی را تحمل کنند.

پوسته (بدنه) گیربکس

پوسته یا بدنه گیربکس، یکی دیگر از اجزا مهم این دستگاه صنعتی است که از همه قطعات داخلی گیربکس کاهنده در برابر هر گونه ضربه و آلودگی محافظت می کند.

این پوسته از یکسری دنده های کوچک و بزرگ تشکیل شده که جنس آنها بسیار مقاوم است و از گیربکس در برابر فشار زیاد محافظت می کنند.

شافت گیربکس

بلاخره نوبت به یکی از کلیدی ترین اجزا گیربکس کاهنده یا همان شافت گیربکس رسید. این قطعه در گیربکس های صنعتی دو نوع است؛ شافت ورودی و شافت خروجی.

وظیفه شافت ورودی این است که نیروی چرخشی را از موتور بگیرد و به چرخ دنده ها منتقل کند، در حالیکه شافت خروجی مسئول است که این کاهش دور و افزایش گشتاور را به بار یا دستگاه مورد نظر منتقل کند.

نحوه عملکرد گیربکس کاهنده چگونه است؟

عملکرد انواع گیربکس کاهنده تقریبا یکسان است و فقط در یکسری موارد جزئی با هم متفاوت اند. در ادامه مطلب، چگونگی عملکرد این گیربکس را برایتان توضیح دادیم:

ابتدا، نیرو از طریق موتور به شفت ورودی گیربکس کاهنده وارد می شود. شفت ورودی، به تعدادی چرخ دنده وصل است که درون گیربکس کاهنده سرعت قرار دارند. این چرخ دنده ها به هم وصل اند و میتواند میزان سرعت و گشتاور را تعیین کند.

نحوه چینش چرخ دنده ها در گیربکس کاهنده به این صورت است که معمولا چرخ دنده ورودی، کوچک و چرخ دنده خروجی، بزرگ است. این مسئله باعث می شود که سرعت کم شود و گشتاور افزایش پیدا کند.

به این ترتیب، چرخ دنده ها در اثر تماس با یکدیگر، شروع به چرخش می کنند و سرعت و گشتاور ورودی، تغییر می کند. بعد از تنظیم سرعت و گشتاور نیز، قدرت ازطریق شفت خروجی به سایر قسمت ها یا دستگاه مورد نظر منتقل می شود.

بطور کلی، عوامل زیادی در عمکلرد گیربکس های کاهنده موثرند که به بعضی از مهم ترین آنها اشاره می کنیم:

طراحی متفاوت گیربکس های کاهنده

قابلیت کاهش سرعت گیربکس کاهنده به دلیل ساختار و طراحی خاص آن است. یکی از مهم ترین عوامل تاثیرگذار در کاهنده بودن این گیربکس، نسبت دنده هاست.

نسبت دنده ها در گیربکس کاهنده تعیین می کند که محور ورودی باید چند بار بچرخد تا محور خروجی یکبار بچرخد. مثلا، اگر نسبت دنده ها 1 به 4 باشد، شافت ورودی باید چهار دور بچرخد تا شافت خروجی یک دور بچرخد.

در واقع، این نسبت دنده هاست که باعث کم شدن سرعت و زیاد شدن گشتاور می شود.

نقش تعداد دندانه های چرخ دنده

یکی دیگر از دلایل کاهنده بودن این گیربکس، تعداد دندانه های چرخ دنده هاست. هرچه تعداد دندانه های چرخ دنده بیشتر باشد، سرعت بیشتر کاهش پیدا می کند.

انواع مختلفی از چرخ دنده وجود دارد که هریک به نحوی باعث کاهش سرعت و دور دریافتی می شوند.

مثلا، چرخ دنده های مارپیچی بخاطر زاویه مارپیچی که دارند، باعث می شوند دنده ها به ندرت با هم برخورد کنند و انتقال نیرو خیلی آرام تر انجام شود. چرخ دنده های مخروطی هم به دلیل زاویه دار بودن، باعث کاهش سرعت در زوایای مختلف می شوند.

از طرفی، چرخ دنده های حلزونی، بدلیل نسبت های دنده بسیار بالا، موجب کاهش چشمگیر سرعت می شوند.

چند مرحله ای بودن گیربکس های کاهنده

از دیگر دلایل کاهش سرعت توسط این گیربکس، چند مرحله ای بودن آن است.

این گیربکس ها چندین جفت چرخ دنده دارند که بطور پیوسته کار می کنند. هر کدام از این چرخ دنده ها هم نسبت دنده خودشان را دارند که مجموعا، باعث کاهش تدریجی سرعت می شوند.

در گیربکس های کاهنده، نحوه قرارگیری چرخ دنده ها از کوچک به بزرگ است.

اهمیت شافت ها در گیربکس های کاهنده

عامل مهم دیگری که بر کاهنده بودن این گیربکس ها اثر میگذارد، ترتیب و مدل قرار گرفتن شافت هاست.

مثلا در گیربکس های موازی، شافت های ورودی و خروجی با هم موازی اند در حالیکه در گیربکس های متقاطع مثل مخروطی ها، شافت ها در یک زاویه نسبت به هم قرار دارند.

همینطور که حدس میزنید، قطعا در نوع دوم، سرعت و دور، بیشتر کاهش پیدا می کنند.

گیربکس کاهنده در چه مواردی کاربرد دارد؟

همانطور که پیش تر هم اشاره کردیم، گیربکس کاهنده در مواردی کاربرد داد که قصد داریم دور دریافتی از موتور را کم کنیم و در عوض، گشتاور را تقویت کرده و افزایش دهیم.

صنایعی که از انواع گیربکس کاهنده ممکن است استفاده کنند خیلی زیاد اند. تقریبا تمام صنالیع ممکن است حداقل در یک قسمت از کار یا حرفه خودشان به یکی از انواع گیربکس کاهنده نیاز پیدا کنند.

در این بخش تنها به برخی از کاربرد های گیربکس کاهنده اشاره می کنیم.

• یکی از صنایعی که بطور وسیع از این نوع گیربکس استفاده می کند، صنعت ماشین آلات است. در واقع، این صنعت معمولا از گیربکس صنعتی کاهنده برای تنظیم سرعت و گشتاور استفاده می شود.
• در سیستم های حمل و نقل هم از گیربکس کاهنده برای زیاد شدن گشتاور و انتقال نیرو به چرخ ها استفاده می شود.
• در تجهیزات سنگین صنعتی و ساختمانی مثل جرثقیل ها، گیربکس کاهنده باعث زیاد شدن قدرت و کارایی دستگاه ها می شود.
• در توربین های آبی و بادی یا همان صنعت انرژی های تجدیدپذیر نیز برای اینکه بازدهی سیستم افزایش پیدا کند، لازم است تا با استفاده از گیربکس کاهنده، سرعت چرخش پره ها تنظیم شود.

بطور کلی، اینها تنها چند نمونه کوچک از کاربرد های این دستگاه صنعتی بود که به آنها اشاره کردیم.

موارد استفاده از گیربکس کاهنده خیلی گسترده است و بطور کلی در هر حرفه ای که نیاز به کاهش سرعت و افزایش گشتاور باشد، گیربکس های کاهنده کاربرد دارند.

معرفی انواع گیربکس کاهنده

گیربکس کاهنده انواع مختلفی دارد که معمولا با توجه به نوع چرخ دنده ای که دارند نام گذاری می شوند. در ادامه بطور مفصل آنها را بررسی می کنیم.

نکته ای که پبش از مطالعه ادامه مطالب باید بدانید این است که اکثر این گیربکس ها فقط کاهنده نیستند بلکه میتوان با یکسری سازوکارهایی آنها را به گیربکس افزاینده هم تبدیل کرد، ولی بدلیل استفاده خیلی گسترده ی گیربکس های کاهنده، ما معمولا این گیربکس ها را کاهنده نیز می نامیم.

گیربکس کاهنده حلزونی

اولین گیربکس کاهنده که قصد داریم به بررسی آن بپردازیم گیربکس حلزونی است.

گیربکس حلزونی یکی از کاربردی ترین انواع گیربکس های کاهنده است. این گیربکس توانایی بالایی در کاهش سرعت و افزایش گشتاور دارد و میتوانیم آن را به عنوان پرفروش ترین و ارزان ترین گیربکس صنعتی معرفی کنیم.

این گیربکس حلزونی کاهنده 3 جزء اصلی دارد؛ چرخ دنده، ماردون و بلبرینگ که هرکدام از آنها نقش خیلی مهمی در کارکرد گیربکس دارند. بقیه اجزا گیربکس حلزونی هم مشابه سایر انواع گیربکس کاهنده است.

چرخ دنده ای که در گیربکس حلزونی وجود دارد، به یک محور متصل است و در کاهش سرعت و افزایش نیرو، نقش کلیدی دارد.

از طرفی، ماردون یا همان چرخ دنده حلزونی هم در اصل، یک پیچ طولانی با دنده های مارپیچ است که به محور ورودی گیربکس متصل است.

با چرخیدن ماردون، دنده های آن به تدریج با دنده های چرخ دنده ای که در گیربکس قرار دارند برخورد می کند و نیروی چرخشی خودش را به آن منتقل می کند و با این کار، چرخ دنده را وادار به حرکت کردن می کند.

در نهایت، نقش بلبرینگ در گیربکس حلزونی هم این است که از شافت ها و چرخ دنده ها محافظت می کند و با کم کردن اصطکاک، باعث حرکت و چرخش راحت تر و روان تر شود.

در این ویدیو، خیلی خوب به بررسی گیربکس حلزونی و اجزا این گیربکس کاهنده سرعت پرداخته شده است: