از چه چرخ دنده‌هایی باید در گیربکس استفاده کنم؟

چرخ‌دنده‌های ساده، چرخ‌دنده‌های مخروطی یا چرخ‌دنده‌های حلزونی - کدام طراحی برای گیربکس مناسب است؟

گزینه‌های مربوط به تجهیزات هنگامطراحی یک گیربکسدر درجه اول توسط جهت گیری شفت های ورودی و خروجی تعیین می شوند.چرخ دنده سادهانتخاب مناسبی برای گیربکس‌های خطی است وچرخ دنده مخروطییاچرخ دنده کرمیانتخاب‌های مناسبی برای گیربکس‌های زاویه قائمه هستند.

هنگام ساخت گیربکس خطی، طراحی به گونه‌ای است که چندین جفت ازچرخ دنده های سادهبه گونه‌ای روی هم چیده شده‌اند که شفت خروجی یک جفت چرخ‌دنده، شفت ورودی جفت بعدی باشد. این امر امکان سرعت‌هایی با هر نسبت سرعتی را فراهم می‌کند و چرخش شفت خروجی در همان جهت ورودی گیربکس یا می‌تواند خلاف آن باشد. برای حفظ چرخش در یک جهت، تعداد جفت چرخ‌دنده‌های ساده باید زوج باشد. اگر بخواهیم چرخش شفت خروجی در خلاف جهت چرخش شفت ورودی اولیه باشد، تعداد فرد جفت چرخ‌دنده ساده مورد نیاز است. اگرچه می‌توان با استفاده از جفت چرخ‌دنده‌های ساده درون‌خطی، نسبت‌های بسیار خاص و منحصر به فردی ایجاد کرد، اما اثرات افزایش گشتاور، طراحی نهایی را محدود خواهد کرد.

هنگام طراحی گیربکس‌های زاویه قائمه، تصمیم‌گیری در مورد انتخاب چرخ‌دنده‌ها به چرخ‌دنده مخروطی و چرخ‌دنده حلزونی محدود می‌شود. همانطور که از نام آن مشخص است، این گیربکس‌ها دارای شفت‌های ورودی و خروجی هستند که با زاویه ۹۰ درجه نسبت به یکدیگر ثابت شده‌اند. برای گیربکس‌های ساخته شده با چرخ‌دنده‌های مخروطی، ورودی و خروجیشفت هامتقاطع خواهند بود. برای این طرح، چرخ‌دنده‌های مخروطی مارپیچی نسبت به چرخ‌دنده‌های مخروطی مستقیم ترجیح داده می‌شوند زیرا چرخ‌دنده‌های مخروطی مارپیچی ظرفیت حمل بار بالاتری دارند و در حین کار بی‌صداتر هستند.

در گیربکس‌های مخروطی، شفت ورودی معمولاً پینیون مخروطی را به حرکت در می‌آورد و چرخ‌دنده، شفت خروجی را به حرکت در می‌آورد. جهت چرخش شفت‌های ورودی و خروجی همیشه در خلاف جهت یکدیگر خواهد بود. به دلیل محدودیت‌های طراحی چرخ‌دنده مخروطی مارپیچی، محدوده نسبت‌های سرعت در گیربکس‌های مخروطی از حداقل ۱:۱ تا حداکثر ۶:۱ متغیر است. به همین دلیل، وقتی به نسبت‌های کاهش سرعت بالا نیاز باشد، چرخ‌دنده‌های حلزونی ترجیح داده می‌شوند. گیربکس‌های حلزونی همیشه دارای شفت‌های ورودی و خروجی غیر متقاطع هستند. چرخ‌دنده‌های حلزونی امکان تولید گشتاور خروجی بسیار بالایی را فراهم می‌کنند. با این حال،چرخ‌دنده‌های حلزونی نسبت به چرخ‌دنده‌های مخروطی راندمان کمتری دارند.به دلیل حرکت لغزشی بینچرخ دنده کرمیو چرخ حلزونی که منجر به اصطکاک و تولید گرما می‌شود.چرخ دنده های مخروطی مارپیچیظرفیت حمل بار بالاتری نسبت به چرخ‌دنده‌های حلزونی دارند. دلیل این امر این است که چرخ‌دنده‌های مخروطی مارپیچی سطح تماس بیشتری بین دندانه‌ها دارند که بار را به طور یکنواخت‌تری توزیع می‌کند. علاوه بر این، چرخ‌دنده‌های مخروطی مارپیچی به دلیل عملکرد درگیری نرم‌تر، نسبت به چرخ‌دنده‌های حلزونی بی‌صداتر هستند. اگر چرخ‌دنده‌های حلزونی با سرب سمت راست تولید شوند، جهت چرخش شفت خروجی برای گیربکس حلزونی همان جهت چرخش شفت ورودی خواهد بود. اگر چرخ‌دنده حلزونی با سرب سمت چپ تولید شود، جهت چرخش شفت خروجی خلاف جهت چرخش شفت ورودی خواهد بود.