چرخ‌دنده‌های مخروطی چرخ‌دنده‌هایی هستند که در آنها دو محور روی‌هم قرار می‌گیرند و وجه‌های دندانه‌دار چرخ‌دنده‌ها به شکل مخروطی هستند. چرخ‌دنده‌های مخروطی یک سطح گام مخروطی شکل دارند. معمولاً بافاصله 90 درجه روی شفت‌ها نصب می‌شوند، اما ممکن است طوری طراحی شوند که در زوایای مختلف کار کنند.
فهرست مطالب
چرخ دنده های مخروطی چیست؟
سطح گام و زاویه گام دو عنصر حیاتی در چرخ‌دنده هستند. مساحت گام چرخ‌دنده، سطح بدون دندان تصور شدهای است که با میانگین گرفتن قله‌ها و دره‌های مختلف دندان‌ها به دست می‌آید. سطح گام چرخ‌دنده استاندارد شبیه یک مخروط است. زاویه گام چرخ‌دنده به‌عنوان زاویه بین سطح زمین و محور تعریف می‌شود.
انواعی از چرخ‌دنده‌های مخروطی که اغلب با آنها مواجه می‌شوند، دارای زاویه گام کمتر از 90 درجه هستند و از این رو مخروطی شکل هستند. چرخ دنده‌های مخروطی خارجی به این دلیل نام گذاری شده اند که دندانه‌های آنها به سمت بیرون است. سطوح گام چرخ دنده‌های مخروطی خارجی مشبک با محور چرخ دنده هم محور هستند. رأس دو سطح در محل اتصال محورهای شفت همپوشانی دارند.
چرخ‌دنده‌های مخروطی داخلی چرخ‌دنده‌های اریب‌دار با زوایای گام بزرگ‌تر از نود درجه هستند. آنها دارای دندان‌هایی هستند که به سمت داخل هستند.
زوایای انحراف دقیقاً 90 درجه در چرخ دنده‌های مخروطی منجر به دندانه‌هایی می‌شود که به موازات محور به سمت بیرون قرار می‌گیرند، مانند نقاط روی تاج. به همین دلیل است که این نوع خاص از چرخ دنده‌های اریب به عنوان چرخ دنده تاج نامیده می‌شود.
اثربخشی چرخ دنده مخروطی
اثربخشی یک سیستم به‌عنوان نسبت خروجی به توان ورودی تعریف می‌شود. این با مزیت مکانیکی که مربوط به تقویت نیروها یا گشتاورها از طریق کاهش سرعت بوده، متمایز است. هنگامی‌که صحبت از چرخ‌دنده‌های مخروطی به میان می‌آید، اتلاف نیرو در حین انتقال به اصطکاک ناشی از حرکت سطوح دندان در مقابل یکدیگر و تنش‌های اعمال شده بر یاتاقان‌ها یا محفظه مربوط می‌شود.
مزایای یک چرخ‌دنده Bevel
تغییر تعداد دندانه‌ها (به طور مؤثر قطر) در هر چرخ امکان تغییر مزیت مکانیکی را فراهم می‌کند. با تغییر نسبت دندانه بین چرخ‌های محرک و محرک، می‌توان تعادل چرخش‌ها را بین آنها تغییر داد، بنابراین می‌توان درایو چرخشی و گشتاور چرخ دوم را متناسب با چرخ اول تغییر داد، یا سرعت را افزایش و گشتاور را کاهش داد یا سرعت را کاهش و گشتاور را افزایش داد.
انواع دنده اریب
چرخ‌دنده‌های مخروطی باتوجه‌به هندسه خود به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:
- چرخ‌دنده‌های مخروطی مستقیم: دارای یک سطح گام مخروطی و دندانه‌های مستقیم هستند که به سمت راست مخروطی می‌شوند.
- چرخ‌دنده‌های مخروطی مارپیچی: دارای دندانه‌های منحنی در یک زاویه هستند که تماس پیش‌رونده و صاف دندان را فراهم می‌کنند.
- چرخ‌دنده‌های مخروطی زیرول: بسیار شبیه به چرخ‌دنده‌های مخروطی هستند، با این تفاوت که دندانه‌های آنها منحنی است: انتهای آنها موازی محور هستند، اما مراکز آنها به‌صورت محیطی در اطراف چرخ‌دنده جارو می‌شوند. چرخ‌دنده‌های مخروطی زیرول شبیه چرخ‌دنده‌های مخروطی مارپیچی هستند؛ زیرا دارای دندانه‌های منحنی هستند؛ اما زاویه مارپیچی صفر دارند که انتهای دندان‌ها را با محور هماهنگ می‌کند.
- چرخ‌دنده‌های مخروطی هیپووئید: شبیه چرخ‌دنده‌های مارپیچی هستند؛ اما دارای سطوح گام‌های هذلولی هستند تا مخروطی. پینیون ممکن است در بالا یا پایین مرکز چرخ‌دنده جابه‌جا شود که اجازه می‌دهد قطر پینیون بزرگ‌تر، عمر چرخ‌دنده افزایش‌یافته و یکپارچه‌تر باشد. هنگامی‌که سطح اریب موازی با محور چرخش است، آرایش شبیه یک درایو کرم است. اغلب از چرخ‌دنده‌های هیپووئید در محورهای عقب داخل خودرو استفاده می‌شد.
- چرخ‌دنده‌های مخروطی: شکلی از چرخ‌دنده‌های مخروطی با نسبت دنده 1:1 هستند، به این معنی که هر دو چرخ دنده راننده و رانده تعداد دندانه‌های یکسانی دارند. عملکرد این نوع محدود به جابجایی محور چرخشی است. هیچ مزیت مکانیکی ایجاد نمی‌کند.
برنامه‌های کاربردی برای Bevel Gear
چرخ‌دنده‌های مخروطی یکی از ساده‌ترین و کارآمدترین راه‌ها برای تغییر محور چرخشی پیشرانه هستند. استفاده از چرخ‌دنده اریب و کاربردشان، تکنیک‌های ساخت و تکمیل را تعیین می‌کند. بخش زیر برخی از کاربردهای سیستم‌های دنده مخروطی را موردبحث قرار می‌دهد.
- خودرو: تفاوت خودرو در استانداردترین استفاده از چرخ‌دنده‌های مخروطی است. دیفرانسیل جزء مجموعه محور جلو یا عقب است که امکان چرخش دیفرانسیل چرخ‌ها را فراهم می‌کند. این وسیله نقلیه را قادر می‌سازد بدون ازدست‌دادن هندلینگ یا کشش بچرخد. میل محرک به مجموعه دنده هیپووئیدی متصل است که از یک پینیون و یک چرخ‌دنده حلقه تشکیل شده است. چرخ‌دنده حلقه‌ای در یک چرخ‌دنده سیاره‌ای و سایر چرخ‌دنده‌های مخروطی بر روی حامل ثابت می‌شود.
- ماشین‌آلات سنگین: ماشین‌های سنگین از چرخ‌دنده‌های مخروطی برای نیروی محرکه، مشابه سیستم دیفرانسیل خودرو، یا برای واحدهای کمکی استفاده می‌کنند.
- هواپیمایی: چرخ‌دنده‌های مخروطی در طراحی‌های انتقال قدرت هلیکوپتر استفاده می‌شود و گیربکس کمکی هواپیما در صنعت هوانوردی کار می‌کند.
- تجهیزات کارخانه‌های صنعتی: فن‌های برج خنک‌کننده در واقع نمونه‌ای از تجهیزات کارخانه صنعتی با چرخ‌دنده‌های مخروطی هستند. به طور معمول، موتور بر روی عرشه برج خنک‌کننده با محور شفت افقی نصب می‌شود. مجموعه گیربکس سرعت را کاهش می‌دهد و گشتاور را بهبود می‌بخشد و درعین‌حال محور چرخش را به‌صورت عمودی تغییر می‌دهد.
- دریایی: در انتقال دریایی، چرخ‌دنده‌های مخروطی اغلب به‌عنوان بخشی از درایو عقب استفاده می‌شوند. دو مجموعه دنده مخروطی بین موتور و پروانه استفاده می‌شود.
شکی نیست که چرخ‌دنده‌های مخروطی در صنایع مختلف و برای کاربردهای مختلف استفاده می‌شوند. بااین‌حال، یافتن ابزار مناسب برای کاربردهای مختلف و برای استفاده بهینه مهم است؛ بنابراین، اگر به دنبال محصولات باکیفیت هستید، همین حالا با تیم کارشناسان ما در بازرگانی نیلویی تماس بگیرید.
