به طور کلی، انواع گیربکس شامل ۵ نوع رایج Spur Gear (گیربکس خاردار یا سیاره ای)، Helical Gear (گیربکس هلیکال یا شافت مستقیم)، Bevel Gear (گیربکس بول)، Worm Gear (گیربکس حلزونی) و Pinion Gear (گیربکس پینیون) می شود. هر کدام از این انواع گیربکس برای اهداف خاص و متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرند و بر اساس مدل انتقال قدرت خود متفاوت عمل می کنند.
در ادامه در مورد هر یک از انواع گیربکس ها: مزایا، معایب و کاربردهای انها صحبت خواهیم کرد.
گیربکس خاردار یکی از مواردی است که پروفیل دندانه های موازی با محور چرخ دنده برش خورده است و برای انتقال قدرت در شفت های موازی استفاده می شود.
آنها نسبت سرعت ثابت را ارائه می دهند.
چرخ دنده ها بسیار قابل اعتماد هستند.
چرخ دنده ها ساده ترین شکل را دارند و در نتیجه طراحی و ساخت آنها راحت تر است.
اگر گیربکس خاردار را با گیربکس حلزونی با اندازه یکسان مقایسه کنید، کارآمدتر هستند.
دندانه های گیریکس خاردار موازی محور آن است. بنابراین نیروی محوری تولید نمی کند و به همین منظور می توان آنها را به راحتی با استفاده از بلبرینگ نصب کرد.
از آنها می توان برای انتقال مقدار زیادی از قدرت (حدود ۵۰۰۰۰ کیلو وات) استفاده کرد.
گیربکس های خاردار دارای چرخ دنده هایی با سرعت کم هستند.
دندانه ها فشار زیادی را تجربه می کنند.
آنها نمی توانند قدرت را بین شفت های غیر موازی انتقال دهند.
آنها نمی توانند برای انتقال قدرت از راه دور استفاده شوند.
چرخ دنده ها هنگام کار با سرعت بالا سر و صدای زیادی را ایجاد می کنند.
در مقایسه با انواع دیگر گیربکس ها؛ به اندازه کافی قوی نیستند.
گیربکس هلیکال یا شافت مستقیم / Helical Gear:
گیربکس هلیکال وسیله ای است که پروفیل دندانه های آن با توجه به محور چرخش چرخ دنده ها برش خورده است. از این نوع گیربکس برای انتقال روان قدرت در شفت های موازی با سر و صدای بسیار کم استفاده می شود.
مزایای گیربکس هلیکال
دندانه های زاویه دار به تدریج به نسبت دندانه های گیربکس به هم می چسپند و باعث می شود که آنها آرامتر و بدون سر و صداتر کار کنند.
این نوع گیربکس های بسیار با دوام هستند و برای کاربردهای با بار زیاد ایده آل هستند.
در هر زمان بار آنها روی چندین دندانه توزیع می شود و در نتیجه ساییدگی کمتری ایجاد می شود.
می تواند حرکت و قدرت را بین شافت های موازی با زاویع مستقیم منتقل کند.
معایب گیربکس هلیکال
یکی از معایب آشکار گیربکس هایکال؛ رانش ناشی از محور چرخ دنده است که باید توسط بلبرینگ های رانشی مناسب جا به جا شود و میزان بیشتری از اصطکاک کشویی بین دندانه های مشبک که اغلب با مواد افزودنی در روان کننده مورد استفاده قرار می گیرد ایجاد شود. بنابراین ما می توانیم بگوییم که گیربکس های هلیکال به دلیل هندسه منحصر به فرد در محور چرخ دنده باعث اتلافاتی می شوند.
کارایی گیربکس هلیکال کمتر است چون تماس های کشویی بین دندانه ها وجود دارد که به نوبه خود نیروی محوری محورهای چرخ دنده را تولید می کند و گرمای بیشتری را تولید می کند. بنابراین از دست دادن قدرت بیشتر و کارایی کمتر است.
گیربکس بول / Bevel Gear
گیربکس بول، گیربکسی است که دارای پروفیل دندانه روی یک سطح مخروطی شکل است که موازی با محور چرخ دنده برش خورده است. برای انتقال قدرت در شفت های عمود (شفت هایی که زاویه ۹۰ درجه دارند) استفاده می شود.
مزایای گیربکس بول
این نوع گیربکس امکان تغییر زاویه کار را فراهم می آورد.
تفاوت تعداد دندانه ها (قطر موثر) در هر چرخ باعث می شود مزیت مکانیکی تغییر کند. با افزایش یا کاهش سرعت نسبت به دندانه ها می توان نسبت چرخش بین چرخ ها را تغییر داد، این بدان معناست که با افزایش سرعت و گشتاور می توان چرخش و گشتاور چرخ دوم را نسبت به اولی تغییر داد.
معایب گیربکس بول
باید دقیق نصب شود
بلبرینگ شفت ها باید بتوانند نیروهای قابل توجهی را پشتیبانی کنند.
گیربکس حلزونی / Worm Gear
گیربکس حلزونی از پروفیل دندانه ای شبیه به پیچ استفاده می کند. برای انتقال قدرت در شفت های عمودی (شفت هایی که در زاویه ۹۰ درجه به هم می رسند) استفاده می شود. این دستگاه ها ساده هستند.
مزایای گیربکس حلزونی
بدون سر و صدا و به صورت روان کار می کنند.
خودشان قفل می شوند.
فضای کمتری را اشغال می کنند.
از آنها می توان برای کاهش سرعت و افزایش گشتاور استفاده کرد.
نسبت سرعت بالا را می توان در یک مرحله بدست آورد.
معایب گیربکس حلزونی
مواد گیربکس حلزونی گران هستند.
درایوها دارای تلفات قدرت بالایی هستند.
یک نقطه ضعف پتانسیل انجام اقدامات لغزشی قابل توجه است که منجر به کارایی پایین می شود.
گرمای زیادی تولید می کنند.
گیربکس پینیون / Pinion Gear
گیربکس پینیون ؛ به سادگی یک چرخ دنده است که پروفیل دندانه ها موازی با محور چرخ دنده برش خورده است در حالی که رک به صورت نوار مستقیم با برش های دندانه ای مشابه چرخ دنده استفاده می شود.
مزایای گیربکس پینیون
ارزان
فشرده و جمع و جور
قدرتمند
ساده ترین راه برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی
راک و پینیون کنترل راحت تر و جمع و جورتری را ارائه می دهد.
معایب گیربکس پینیون
از آنجایی که قدیمی ترین گیربکس است؛ چرخ از نظر انرژی راحت ترین و تا حدودی گسترده تر است. با توجه به اصطکاک ظاهری؛ شما قبلا حدس می زنید که مقدار ورودی از نظر خروجی چقدر است؛ نیروی زیادی که به مکانیسم وارد می شود در غلبه بر اصطکاک مصرف می شود و به طور دقیق حدود ۸۰ درصد از نیروی کلی بر غلبه بر اصطکاک هدر می رود.
راک و پینیون می توانند با سطوح خاصی از اصطکاک کار کنند. اصطکاک بسیار زیاد و مکانیسم بیشتر از حد معمول در معرض سایش قرار می گیرد و برای کار به نیروی بیشتری نیاز دارد.
بدترین عیب راک و پینیون هم به دلیل اصطکاک ذاتی است که وجود دارد؛ یعنی همان نیرویی که در واقع باعث می شود همه چیز در مکانیسک کار کند. به دلیل اصطکاک، سایش دائمی دارد و احتمالا بعد از رمان معینی نیاز به تعویض دارد.
از آنجا که موارد اشاره شده در بالا پنج نوع گیربکس اصلی در بازار فعلی است، انواع چرخ دنده هایی که برای کاربرد خاصی مورد استفاده قرار می گیرند بستگی به نحوه انتقال نیرو دارد. مزایا و معایب انواع گیربکس ها در بالا توضیح داده شده است و بر اساس آن می توانید تصمیم بگیرید که با چه نوع گیربکسی می توانید کار خود را شروع کنید.
