مقالات تجارت آلیاژ مقالاتی از فلزات پرکاربرد
چرخ دنده یکی از اجزای مکانیکی برای انتقال نیرو و حرکت بین دو محور است و از دندانههایی تشکیل شده که بر روی محیط یک دیسک یا استوانه قرار داشته و به صورت متقابل با دندانههای چرخدنده دیگر درگیر میشود. ویژگی چرخ دنده ها نسبت تعداد دندانهها برای تعیین سرعت و گشتاور خروجی، مواد سازنده، جنس و کاربردشان است. چرخدندهها با طراحی و ویژگیهای مختلف، امکان انتقال دقیق و کارآمد نیرو و حرکت را در انواع سیستمهای مکانیکی فراهم میکند.
انواع چرخدنده
در ادامه 10 تا از چرخ دنده های پرکاربرد را معرفی خواهیم کرد.
1) چرخدندههای ساده
چرخدنده ساده یکی از انواع رایج چرخدندهها بوده که دارای دندانههای مستقیم و موازی با محور چرخدنده است. این دندانهها به صورت مستقیم بر روی سطح چرخدنده قرار دارند و با دندانههای چرخدنده دیگر به صورت متقابل درگیر میشوند.
ویژگی چرخ دنده ساده
ویژگی چرخدندههای ساده شامل سادگی طراحی، قابلیت تولید به صورت انبوه که منجر به کاهش هزینه و زمان تولید شده، کارایی مطلوب و مقاومت نسبتاً بالا در برابر فشارهای وارده است.
کاربرد چرخدنده ساده
چرخدندههای ساده در انواع ماشینآلات صنعتی، دستگاههای الکتریکی، خانگی و اسباببازیها مورد استفاده قرار میگیرد. به عنوان مثال در دنده موتور خودرو، ماشینآلات CNC، پمپها و دستگاههای جابجایی مواد از چرخدندههای ساده استفاده میشود.
بیشتر بخوانید: ۵ نوع مختلف فولادهای به کار رفته در صنعت خودروسازی
2) چرخدندههای حلزونی
چرخدنده حلزونی نوع خاصی از چرخدنده است که دارای دندانههای مارپیچی مخروطی میباشد. این دندانهها به صورت مارپیچ بر روی سطح محیطی قرار گرفته و با دندانههای چرخدنده دیگر به صورت متقابل درگیر و برای انتقال حرکت در محورهای موازی یا متقاطع با زاویهای معین به کار میرود.
ویژگیهای چرخدندههای حلزونی
- به دلیل تماس مارپیچی بین دندانهها، چرخدندههای حلزونی صدا و لرزش کمتری تولید میکنند.
- انتقال نیروی بالا که منجر به افزایش گشتاور و کارایی بالایی میشود.
- با امکان انتقال قدرت بین محورهای متقاطع قادر به انتقال قدرت و حرکت بین محورهای متقاطع با زوایای مختلف است.
کاربرد چرخدنده حلزونی
- برای انتقال حرکت و کاهش یا افزایش سرعت در گیربکسهای صنعتی.
- پمپهای مختلف، به ویژه پمپهای انتقال مایعات و پمپهای هیدرولیکی به دلیل کارکرد نرم و بیصدا.
- کمپرسورهای هوا و گاز برای انتقال نیرو و کاهش سرعت موتور به سرعتهای قابل استفاده.
- سیستمهای نوار نقاله در صنایعی نظیر معدن، تولید و حمل و نقل مواد.
- تجهیزات و ماشینآلات کشاورزی مانند تراکتورها و کمباینها.
- دستگاههای چاپ و بستهبندی.
- سیستمهای فرمان خودروها به ویژه در سیستمهای فرمان برقی.
- سیستمهای انتقال قدرت توربینهای بادی برای کاهش سرعت چرخش توربین و انتقال نیروی تولید شده به ژنراتورها.
- دستگاههای ابزار دقیق و ماشینآلات CNC به دلیل دقت بالا.
3) چرخدندههای مخروطی
چرخدندههای مخروطی دارای دندانههای مخروطیشکل است و برای انتقال حرکت و نیرو بین محورهای متقاطع با زاویهای معین (معمولاً 90 درجه) استفاده میشود.
ویژگیهای چرخدندههای مخروطی
- انتقال حرکت بین محورهای متقاطع.
- دندانههای مخروطی.
- دقت و کارایی بالا.
انواع چرخ دنده مخروطی
- مخروطی ساده (Straight Bevel Gears)
- مخروطی مارپیچی (Spiral Bevel Gears)
- مخروطی هیپوئید (Hypoid Bevel Gears)
کاربردهای چرخدنده مخروطی
چرخدندههای مخروطی در انواع ماشینآلات صنعتی، خودروها (به ویژه در سیستمهای دیفرانسیل)، تجهیزات مکانیکی و انتقال قدرت و دستگاههای دقیق استفاده میشود.
4) چرخدندههای مارپیچ
چرخدندههای مارپیچ یکی از انواع چرخدندهها برای انتقال نیرو و حرکت بین محورهای غیرموازی است و معمولاً با زاویه 90 درجه استفاده میشود. این سیستم از دو جزء اصلی چرخدنده مارپیچ (Worm) که شبیه به یک پیچ و دارای دندانههای مارپیچی و چرخدنده حلزونی (Worm Wheel) که با چرخدنده مارپیچ درگیر میشود، تشکیل شده است. این سیستم ترکیبی مارپیچ و حلزونی برای کاهش سرعت و افزایش گشتاور در محورهای غیرموازی به کار میرود.
ویژگی چرخدنده مارپیچ
- کاهش سرعت بالا: با یک چرخش کامل چرخدنده مارپیچ، چرخدنده حلزونی تنها یک دندانه حرکت میکند.
- افزایش گشتاور: به دلیل کاهش سرعت بالا، گشتاور خروجی افزایش مییابد.
- خود قفل شوندگی: یعنی چرخدنده حلزونی نمیتواند چرخدنده مارپیچ را بچرخاند، این ویژگی در برخی کاربردها مانند جرثقیلها و بالابرها مفید است.
- صدا و لرزش کم: تماس تدریجی دندانهها، سبب کاهش صدا و لرزش میشود.
کاربرد چرخدندههای مارپیچ
چرخدندههای مارپیچ به دلیل ویژگیهای گفته شده انتخاب مناسبی برای بسیاری از کاربردهای صنعتی و مکانیکی بوده و در بسیاری از دستگاهها و ماشینآلات صنعتی مانند نوار نقالهها، بالابرها، جرثقیلها و سیستمهای تنظیم دقیق مورد استفاده قرار میگیرد.
5) چرخدندههای داخلی
در چرخدندههای داخلی دندانهها در داخل یک دایره بوده و چرخدنده محرک یا “پینیون” (pinion) که معمولاً کوچکتر میباشد، در داخل چرخدنده بزرگتر با دندانههای داخلی قرار گرفته و با آن درگیر میشود. این چرخدنده مناسب فضاهای محدود است.
ویژگیهای چرخدندههای داخلی
- طراحی جمعوجور
- نسبت انتقال بالا
- کاهش بار شعاعی
- نرم و بیصدا بودن
کاربرد چرخ دندههای داخلی
چرخدندههای داخلی در سیستمهای انتقال قدرت مانند گیربکسها، پمپها، کمپرسورها و دستگاههای مختلف صنعتی و همچنین در سیستمهای دنده خورشیدی نقش مهمی ایفا میکند.
6) چرخدندههای دندانه مستقیم
چرخدندههای دندانه مستقیم یک سیستم چرخدندهای برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی یا بالعکس میباشد. این سیستم از دو بخش اصلی پینیون (Pinion) یک چرخدنده کوچک و دایرهای با دندانههای مستقیم و راک (Rack) یک نوار خطی با دندانههای مستقیم تشکیل شده است.
ویژگی چرخدندههای دندانه مستقیم
- تبدیل حرکت
- ساده و موثر بودن
- دقت بالا
- انعطافپذیری در ابعاد مختلف
کاربرد چرخدندههای دانه مستقیم
- سیستم فرمان خودروها یکی از معروفترین کاربردهای این چرخ دنده است که حرکت چرخشی فرمان را به حرکت خطی چرخهای خودرو تبدیل میکند.
- ماشینآلات صنعتی نظیر CNC و ماشینآلات برش.
- دستگاههای جابجایی در سیستمهای انتقال مواد و دستگاههای جابجایی.
7) چرخدندههای خورشیدی
چرخدندههای خورشیدی سیستمی از چرخدندههاست که در آن یک چرخدنده مرکزی به نام خورشیدی، چرخدندههای جانبی به نام سیارهای، و یک چرخدنده متحرک دیگر به نام مهره یا حلقهای وجود دارد. این سیستم به صورت سلسله مراتبی ساخته شده و میتواند نسبتهای گشتاور و سرعتهای مختلف ارائه دهد. چرخدنده خورشیدی در وسط و به عنوان مرکزیت سیستم عمل کرده و چرخدندههای سیارهای در اطراف چرخدنده خورشیدی چرخیده و به چرخدنده مهره متصل است. چرخدنده مهره نیز با دوران چرخدندههای سیارهای، حرکت میکند.
ویژگی چرخدنده خورشیدی
- کم حجم بودن
- وزن کم
- انتقال گشتاور با کارایی بالا
- قابلیت ایجاد نسبتهای گشتاور و سرعتهای مختلف
کاربردهای چرخدنده خورشیدی
این چرخدندهها در ماشینآلات صنعتی، اتومبیلسازی و ماشینآلات کشاورزی کاربرد دارد.
8) چرخدندههای جناغی
چرخدنده جناغی دارای دندانههایی با الگوی V شکل میباشد که به هر دو طرف چرخدنده متمایل است. این دندانههای متقاطع در حدود 45 درجه نسبت به محور چرخدنده قرار داشته و به نظر میرسد که دو دندانه مخالف یکدیگرند.
ویژگی چرخدنده جناغی
چرخدنده جناغی به دلیل طراحی خاص دندانههایش، از مشکلاتی مانند نیروهای جانبی و لرزش کاسته و امکان انتقال نیرو و حرکت با دقت بالا را فراهم میکند.
کاربرد چرخدنده جناغی
این چرخدندهها در موارد نیاز به عملکرد پایدار و دقیق نظیر ماشینآلات دقیق، دستگاههای انتقال قدرت و توربینهای بادی استفاده میشود.
9) چرخدندههای پیچشی
چرخدندههای پیچشی یک نوع خاص از چرخدنده و دارای دندانههای مارپیچی میباشد. این دندانهها به صورت مارپیچ در اطراف محور چرخدنده قرار داشته و در مقایسه با چرخدندههای ساده، دارای ویژگیهای متمایزی است.
ویژگی چرخدندههای پیچشی
- دقت بالا و حرکت روان و دقیق.
- تولید صدا و لرزش کمتر به دلیل تماس مداوم بین دندانهها.
- انتقال بالای نیرو.
- کارایی بالا به دلیل کاهش فشار و فرسایش بین دندانهها.
کاربرد چرخدندههای پیچشی
چرخدندههای پیچشی در ماشینآلات صنعتی، دستگاههای پرس و خم و بسیاری از دستگاههای دقیق استفاده میشود.
10) چرخدندههای هلیکالویل
چرخدندههای هلیکالویل یک نوع خاص از چرخدندهها با دندانههای مخروطی و مارپیچی است. این دندانهها به صورت مخروطی شکل در اطراف محور چرخدنده و با زاویه معینی قرار داشته که باعث ایجاد نسبتهای گشتاور و سرعت مختلف در چرخدندههای متصل به هم میشود.
ویژگی چرخدندههای هلیکالویل
- انتقال نیروی بالا
- کمترین صدا و لرزش
- عمر مفید بالا
کاربرد چرخدنده هلیکالویل
چرخدندههای هلیکالویل در صنایع مختلفی مانند اتومبیلسازی، ماشینآلات صنعتی و تجهیزات حفاری استفاده میشود.
