چرخ دنده مخروطی با کیفیت را برای گیربکس صنعتی بهتر بشناسید

چرخ دنده های مخروطی چرخدنده هایی هستند که در آن محورهای دو محور تلاقی می کنند و وجه های دندانه دار خود چرخ دنده ها به شکل مخروطی هستند. چرخ دنده مخروطی اغلب بر روی محورهایی نصب می‌شوند که 90 درجه از هم فاصله دارند، اما می‌توان آن‌ها را طوری طراحی کرد که در زوایای دیگر نیز کار کنند. سطح گام چرخ دنده های مخروطی مخروطی است که به عنوان مخروط گام شناخته می شود. چرخ دنده های مخروطی انرژی را از توان خطی به عمودی منتقل می کنند و در ماشین هایی که به طور گسترده در تنظیمات مکانیکی استفاده می شوند بسیار مفید است.

چرخ دنده مخروطی چیست؟

دو مفهوم مهم در چرخ دنده ها سطح گام و زاویه گام است. سطح گام چرخ دنده، سطح خیالی بدون دندانه ای است که با میانگین گیری از قله ها و دره های تک دندانه ها خواهید داشت. سطح گام یک چرخ دنده معمولی به شکل یک استوانه است. زاویه گام چرخ دنده، زاویه بین سطح گام و محور است.

آشناترین انواع چرخ دنده های مخروطی دارای زوایای گام کمتر از 90 درجه هستند و بنابراین مخروطی شکل هستند. این نوع چرخ دنده های مخروطی خارجی نامیده می شود زیرا دندانه های چرخ دنده به سمت بیرون هستند. سطوح گام چرخ دنده های مخروطی خارجی مشبک با محور چرخ دنده هم محور هستند. راس دو سطح در نقطه تلاقی محورهای شفت قرار دارند.

چرخ دنده های میتر

چرخ دنده های میتر یک مورد خاص از چرخ دنده های مخروطی هستند که تعداد دندانه های آن برابر است. شفت ها در زوایای قائمه از یکدیگر قرار گرفته اند و چرخ دنده ها دارای سطوح و زوایای گام مطابق با سطح گام مخروطی شکل هستند. چرخ دنده های میتر برای انتقال حرکت چرخشی در زاویه 90 درجه با نسبت 1:1 مفید هستند.

ساختار فیزیکی چرخ دنده مخروطی

چرخ دنده مخروطی دو مارپیچ ساخته شده توسط سیتروئن در سال 1927 برای نیروگاه آب پروفیل دندانه دنده استوانه ای منطبق بر یک پیچک (یعنی موج مثلثی که در محیط یک دایره پخش می شود) است، در حالی که پروفیل دندانه چرخ دنده مخروطی یک اکتوئید است. همه ژنراتورهای چرخ دنده مخروطی ، دنده ها را با مشخصات دندانه ای هشتوئیدی تولید می کنند.

برای مجموعه دنده‌های مخروطی آسیاب شده 5 محوره، مهم است که همان محاسبه / چیدمان را مانند روش تولید معمولی انتخاب کنید. چرخ دنده‌های مخروطی محاسبه‌شده ساده‌شده بر اساس یک چرخ دنده استوانه‌ای معادل در مقطع معمولی با فرم دندانه‌ای پیچ‌خورده، شکل دندانی منحرف را با کاهش استحکام دندان به میزان ۱۰ تا ۲۸ درصد بدون افست و ۴۵ درصد با افست نشان می‌دهند. علاوه بر این، آن دسته از چرخ دنده‌های مخروطی نامرتب صدای بیشتری ایجاد می‌کنند.

کاربرد چرخ دنده های مخروطی

چرخ دنده های مخروطی دارای کاربردهای متنوع بسیاری مانند لوکوموتیو، کاربردهای دریایی، خودرو، ماشین های چاپ، برج های خنک کننده، نیروگاه ها، کارخانه های فولاد، ماشین های بازرسی راه آهن و غیره است.

• چرخ دنده‌های مخروطی در درایوهای دیفرانسیل استفاده می‌شوند که می‌توانند نیرو را به دو محوری که با سرعت‌های مختلف می‌چرخند، مانند خودروهای در پیچ منتقل کنند.
• چرخ دنده های مخروطی به عنوان مکانیزم اصلی برای مته دستی استفاده می شود. همانطور که دسته مته در جهت عمودی چرخانده می شود، چرخ دنده های مخروطی چرخش چاک را به چرخش افقی تغییر می دهند. چرخ دنده های مخروطی در یک مته دستی دارای مزیتی هستند که باعث افزایش سرعت چرخش چاک می شود و این امکان سوراخ کردن طیف وسیعی از مواد را فراهم می کند.
• چرخ دنده های مخروطی مارپیچی اجزای مهمی در سیستم های محرک روتورکرافت هستند. این قطعات برای کار در سرعت های بالا، بارهای زیاد و برای تعداد زیادی چرخه بار مورد نیاز هستند. در این کاربرد از چرخ دنده های مخروطی مارپیچی برای هدایت شفت از موتور توربین گاز افقی به روتور عمودی استفاده می شود. چرخ دنده های مخروطی نیز به عنوان کاهش دهنده سرعت استفاده می شوند

مزایا

این چرخ دنده گیربکس امکان تغییر زاویه عملکرد را فراهم می کند.

تفاوت تعداد دندانه ها (به طور موثر قطر) در هر چرخ امکان تغییر مزیت مکانیکی را فراهم می کند. با افزایش یا کاهش نسبت دندانه ها بین چرخ های محرک و محرک، می توان نسبت چرخش بین این دو را تغییر داد، به این معنی که درایو چرخشی و گشتاور چرخ دوم را می توان نسبت به چرخ اول تغییر داد، با افزایش سرعت و گشتاور. کاهش، یا کاهش سرعت و افزایش گشتاور.

معایب

• یک چرخ از چنین چرخ دنده ای برای کار با چرخ مکمل خود طراحی شده است و هیچ چرخ دیگری.
• باید دقیقاً نصب شود.
• یاتاقان های شفت باید توانایی تحمل نیروهای قابل توجه را داشته باشند.

ساختار دنده های چرخ دنده مخروطی

در مورد شکل دندان دو مسئله وجود دارد. یکی مشخصات مقطعی هر دندان است. دیگری خط یا انحنای است که دندان بر روی آن قرار می گیرد: به عبارت دیگر خط یا منحنی است که در امتداد آن نیمرخ مقطعی پیش بینی می شود تا شکل سه بعدی واقعی دندان را تشکیل دهد. تأثیر اولیه هر دو پروفیل مقطع و خط یا منحنی دندانه بر نرمی عملکرد چرخ دنده ها است. برخی منجر به عملکرد نرم‌تر دنده نسبت به سایرین می‌شوند.

خط دنده

دندانه‌های چرخ دنده‌های مخروطی می‌توانند مستقیم، مارپیچ یا "زول" باشند.

خطوط صاف دنده

در چرخ دنده های مخروطی مستقیم، دندانه ها مستقیم و موازی با ژنراتورهای مخروط هستند. این ساده ترین شکل چرخ دنده اریب است. شبیه یک چرخ دنده خار است، فقط مخروطی است نه استوانه ای. چرخ دنده ها در تصویر سیل گیر دنده های مخروطی مستقیم هستند. در مجموعه دنده های مخروطی مستقیم، زمانی که هر دندان درگیر می شود، روی دندان مربوطه ضربه می زند و به سادگی خمیدن دندانه های چرخ دنده می تواند مشکل را حل کند.

خطوط دنده مارپیچ

دندانه های bevel gear مارپیچی در امتداد خطوط مارپیچی شکل گرفته اند. آنها تا حدودی شبیه چرخ دنده های مارپیچ استوانه ای هستند که دندانه ها زاویه دار هستند. با این حال، با چرخ دنده های مارپیچ، دندان ها نیز منحنی هستند.

مزیت دندان مارپیچ نسبت به دندان مستقیم این است که به تدریج درگیر می شوند. تماس بین دندان ها از یک انتهای چرخ دنده شروع می شود و سپس در کل دندان پخش می شود. این منجر به انتقال ناگهانی کمتر نیرو هنگام وارد شدن یک جفت دندان جدید می شود. در چرخ دنده های مخروطی مستقیم، درگیر شدن ناگهانی دندان باعث ایجاد صدا، به خصوص در سرعت های بالا، و فشار وارده بر دندان ها می شود که باعث می شود آنها نتوانند بارهای سنگین را در سرعت های بالا بدون شکستگی تحمل کنند. به این دلایل، چرخ دنده های مخروطی مستقیم معمولاً برای استفاده در سرعت های خطی کمتر از 1000 فوت در دقیقه محدود می شوند. یا برای دنده های کوچک زیر 1000 دور در دقیقه

خطوط دنده زیرول

چرخ دنده های مخروطی زیرول یک نوع متوسط بین چرخ دنده های مخروطی مستقیم و مارپیچی هستند. دندان های آنها منحنی است، اما زاویه دار نیست. چرخ دنده های مخروطی زیرول با هدف تکرار ویژگی های یک چرخ دنده مخروطی مستقیم طراحی شده اند، اما آنها با استفاده از فرآیند برش اریب مارپیچی تولید می شوند.