مقالات

آشنایی با انواع چرخ دنده های مارپیچ و هلیکال

چرخ دنده مارپیچ و هلیکال یکی از انواع چرخ دنده ها است که با ویژگی های مخصوص به خود باعث شده تا به برتری نسبی در مقایسه با چرخ دنده های دیگر برسد. اما در این مرحله برای عده ای سوالی پیش می آید که چرخ دنده مارپیچ چیست و چه تفاوتی با سایر چرخ دنده ها دارد؟ با ما همراه باشید تا در این مقاله به چیستی چرخ دنده های مارپیچی، مزایا و معایب و… بپردازیم.

اگر بخواهیم تعریف چرخ دنده مارپیچ را به زبان ساده بیان کنیم، نوعی چرخ دنده هستند که اصولا برای انتقال و یا تغییر جهت بین دو محور استفاده می شوند. طراحی چرخ دنده مارپیچ به گونه ای است که دندانه هایی با اندازه و فاصله های یکسان روی آنها وجود دارد.

همانطور که میدانید مکانیزم چرخ دنده ها به گونه ای است که با درگیر شدن دندانه های دو چرخ دنده، انتقال نیرو بین آنها صورت می گیرد. حال لازم است بدانید که انتقال نیرو با توجه به نوع چرخ دنده می تواند به شیوه های مختلفی صورت بگیرد؛ چرا که چرخ دنده ها از لحاظ ظاهری انواع مختلفی دارند که می توان به این گونه دسته بندی کرد:

  • گستران
  • سیکلوئیدی
  • تروکوئیدی

در این مرحله این دسته از چرخ دنده ها مجددا از لحاظ شافت (محور) به چرخ دنده های محور موازی، محور متقاطع، محور غیر موازی و محور غیر متقاطع تقسیم می شوند. داشتن درکی درست نسبت به تفاوت های بین انواع چرخ دنده ها برای داشتن نتیجه ای مطلوب در مسائل مرتبط با آن ضروری است.

چرخ دنده مارپیچ یا هلیکال چیست؟

در مقاله انواع چرخ دنده ها به بررسی کامل چرخ دنده ها و کاربرد آنها اشاره کردیم. همانطور که میدانید چرخ دنده های مارپیچ که به چرخ دنده های هلیکال هم معروف هستند یکی از انواع این چرخ دنده ها بوده اند.

چرخ دنده های مارپیچ انواع زیادی دارند که به این صورت دسته بندی می شوند:

  1. چرخ دنده هلیکال
  2. چرخ دنده دابل هلیکال
  3. چرخ دنده شاه ماهی
  4. چرخ دنده بول
  5. چرخ دنده بول هلیکال
  6. چرخ دنده کرانویل پینیون
  7. چرخ دنده مخروطی

بنابراین نتیجه می گیریم که چرخ دنده هلیکال نام دیگر چرخ دنده مارپیچ نیست؛ بلکه یکی از انواع آن است که در ادامه به تشریح هر یک از آنها بیشتر می پردازیم.

انواع چرخ دنده های مارپیچ

چرخ دنده های مارپیچ به دلیل پتانسیل بالایی که در صنایع مختلف دارند، به انواع زیادی تقسیم شده اند. در این صورت به راحتی می توانید با توجه به نیاز خود هر یک از این چرخ دنده ها را برای رفع نیاز برگزینید.

1. چرخ دنده مارپیچ هلیکال

چرخ دنده مارپیچ هلیکال یکی از انواع چرخ دنده های مارپیچ است که اغلب به همراه شافت مورد استفاده قرار می گیرد. این چرخ دنده ها نسبت به سایر چرخ دنده ها صدای کمتری دارند و دندانه های آنها مقاومت بالایی را در مقابل بارهای سنگین از خود نشان می دهند.

چرخ دنده های مارپیچ هلیکال در کنار کاربرد زیادی که برای بارهای سنگین دارند، برای کاربردهایی با سرعت بالا نیز مناسب هستند و دندانه های اریب شکلی که روی آن قرار دارد، منجر به انتقال نیرو با لرزش کمتر خواهد شد.

یکی از کاربردهای چرخ دنده هلیکال، استفاده از آن در گیربکس های هلیکال است. این دسته از چرخ دنده ها به دلیل مقاومت خوبی که دارند عملکرد گیربکس هلیکال را بهبود می بخشند. شایان ذکر است که از این چرخ دنده ها در مصارف متفاوتی استفاده می شود اما بیشترین کاربرد آنها در گیربکس هلیکال دیده می شود.

کاربرد چرخ دنده هلیکال

2. چرخ دنده مارپیچ دابل هلیکال

چرخ دنده های دابل هلیکال که به چرخ دنده مارپیچی دوقلو و چرخ دنده جناغی نیز معروف هستند؛ به گونه ای طراحی شده اند که هر دو سمت آن دارای دندانه هایی هستند. به طور کلی این چرخ دنده به دو نیمه مساوی تقسیم می شود که در هر نیمه دندانه هایی با زاویه یکسان اما جهت های مخالف وجود دارد (یعنی زاویه چرخ دنده مارپیچ به طوری قرار گرفته که حین کار در دندانه های چرخ دنده مجاور چفت شود). این ویژگی در چرخ دنده های دابل هلیکال باعث شده تا  با کنار هم قرار گرفتن دو سمت چرخ دنده، انتقال نیرو و گشتاور عمل آید.

هر ویژگی مثبتی که یک چرخ دنده مارپیچ می تواند داشته باشد، در چرخ دنده دابل هلیکال جمع‌آوری شده است. ویژگی هایی من جمله قدرت بسیار بالا، صدای کم و همچنین خنثی کردن نیروهای رانش به وسیله دندانه های چپ گرد و راست گرد، از ویژگی های بارز این چرخ دنده هستند. تمامی این ویژگی ها باعث شده تا چرخ دنده های دابل هلیکال قدرت بیشتری در مقابل الکتروموتور های عظیم الجثه داشته باشند؛ به همین دلیل می توان گفت از بهترین قطعاتی هستند که برای به حرکت در آوردن الکتروموتور استفاده می شوند.

همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید؛ کارایی چرخ دنده های مارپیچ دابل هلیکال در مصارف سنگین صنعتی بسیار دیده می شود.

کاربرد چرخ دنده دابل هلیکال

3. چرخ دنده مارپیچ شاه ماهی‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏

چرخ دنده های شاه ماهی شباهت زیادی با چرخ دنده های دابل هلیکال دارند؛ با این تفاوت که بر خلاف چرخ دنده های دابل هلیکال، در چرخ دنده های شاه ماهی فضای خالی در میان آنها وجود ندارد و از لحاظ ابعادی نیز از چرخ دنده های دابل هلیکال کوچک‌تر هستند.

این چرخ دنده ها از لحاظ کارایی و راندمان نسبت به سایر چرخ دنده های مارپیچی متفاوت اند و به ندرت مورد استفاده عام قرار می گیرند. علت این موضوع نصب دشوار و هزینه بالایی است که استفاده از این چرخ دنده به همراه خواهد داشت.

ویژگی های چرخ دنده شاه ماهی

4. چرخ دنده مارپیچ بول (bevel)

چرخ دنده های بول که یکی دیگر از انواع چرخ دنده های مارپیچی هستند، عملکردی بسیار نرم و روان دارند و به واسطه این ویژگی بارز، در مصارف خاصی مورد استفاده قرار می گیرند. این دسته از چرخ دنده ها در بسیاری از گیربکس های صنعتی نیز به کار می روند.

این چرخ دنده ها شکل ظاهری مخروطی دارند و اصولا برای انتقال نیرو بین دو شافت که در یک نقطه یکدیگر را قطع می کنند، استفاده می شود. یکی از رایج ترین کاربردهای چرخ دنده بول، تغییر محور انتقال نیرو است.

ویژگی های چرخ دنده بول

5. چرخ دنده مارپیچ بول هلیکال

بول هلیکال ها در میان چرخ دنده های مارپیچی، از آن دسته چرخ دنده هایی هستند که بیشتر در صنعت خودرو مورد استفاده قرار می گیرند. چرخ دنده مارپیچی بول هلیکال نیز مانند موارد فوق مقاومت خوبی دارند که به واسطه این ویژگی در مصارف دیگر نیز استفاده می شوند؛ اما صنعت خودرو از گذشته تا به امروز بیشترین مصرف چرخ دنده بول هلیکال را از آن خود کرده.

6. چرخ دنده مارپیچ کرانویل پینیون

کرانویل پینیون دارای یک سطح صاف و یک سطح دندانه دار است که لبه های آن مواج هستند. در کرانویل پینیون ابتدا کرانویل ها پس از دریافت گشتاور از پینیون، آن را به هرزگرد انتقال می دهند.

ساز و کار چرخ دنده مارپیچ کرانویل پینیون به طوری است که با چرخش 90 درجه، مسیر گشتاور را به سوی چرخ دنده هدایت می کند. البته این انتقال نیرو کاملا به طراحی چرخ دنده بستگی دارد و در صورتی که تعداد دندانه های کرانویل بالا باشد نیروی مورد نظر با قدرت انتقال خواهد یافت و در صورتی که دندانه های کمتری داشته باشد، قدرت انتقال نیرو پایین‌تر می آید.

نام این چرخ دنده حاصل از دو قطعه کرانویل و پینیون است که به وسیله دندانه های مارپیچی که روی خود دارند، مقاومت این چرخ دنده را در برابر حجم بالای فشار، بالا می برد. جالب است بدانید از این چرخ دنده در طراحی و ساختار گیربکس کرانویل پینیون استفاده شده است که موجب عملکر بهتر آن خواهد شد.

خصوصیات چرخ دنده کرانویل پینیون

7. چرخ دنده مارپیچ مخروطی

چرخ دنده مارپیچی مخروطی به واسطه خطوط منحنی که در اطراف آن وجود دارد، نسبت تماس بالاتری به نسبت سایر چرخ دنده ها خواهد داشت. همچنین اگر به دنبال چرخ دنده ای هستید که از لحاظ راندمان و استحکام با دیگر چرخ دنده ها برابری کند، استفاده از این چرخ دنده را به شما پیشنهاد می کنیم.

با توجه به ویژگی های مذکور، از این چرخ دنده استفاده زیادی می شود که استفاده از آن در گیربکس آویز یکی از کاربردهای آن است.

شایان ذکر است که به دلیل تولید دشواری که چرخ دنده های مخروطی دارند، تولید سایر چرخ دنده های مشابه با کیفیت بالاتر تدبیری است که برای جایگزین کردن آن اندیشیده شده است. بنابراین در صورتی که به دنبال چرخ دنده ای با این مشخصات هستید خود را محدود به چرخ دنده های مخروطی نکنید و با مراجعه به کالای صنعتی شهباز موتور و شناخت کامل نسبت به نیاز خود و ویژگی سایر چرخ دنده های مارپیچ در راستای انتخاب درست پیش روید.

برای شناخت بیشتر چرخ دنده ها و تطابق آن با نیاز خود، می توانید انواع چرخ دنده ها را مورد بررسی قرار دهید تا با جزئیات آن آشنا شوید.

کاربرد چرخ دنده مخروطی

چرخ دنده مارپیچی در چه وسایلی به کار میرود؟

همانطور که متوجه شدیم، وظیفه اصلی چرخ دنده مارپیچی، انتقال گشتاور است. با توجه به مقاومت بالایی که چرخ دنده های مارپیچ دارند در صنایع بزرگ و ماشین آلات سنگین نقش پر رنگی دارند. از دیگر موارد استفاده چرخ دنده مارپیچ می توان به کاربرد آن در انواع پمپ های دنده ای خارجی و هر وسیله ای که فشار زیاد و حجم بالا دارد اشاره کرد.

ضمنا برخی چرخ دنده های مارپیچی در صنعت خودرو نیز کاربرد دارند که در موارد بالا به آن اشاره کردیم.

مزایا و معایب چرخ دنده مارپیچ

چرخ دنده مارپیچی با توجه به خصوصیاتی که دارند، برای هر نیازی می توانند مزایا و معایبی داشته باشند. اما به طور کلی هم در مقایسه با سایر چرخ دنده ها مزایا و معایبی دارند که دانستن آن خالی از لطف نیست.

مزایای چرخ دنده مارپیچی

  1. راندمان بالا
  2. پردازش سریع و آسان
  3. تحمل بالا در مقابل شوک شدید
  4. دارای دامنه گسترده برای انتقال نیرو

معایب چرخ دنده مارپیچی

چرخ دنده مارپیچ به دلیل داشتن دندانه های زاویه دار امکان سر خوردن چرخ دنده را دو چندان می کند. جالب است بدانید که زاویه دار بودن آن به همین جا ختم نمی شود و مشکلات دیگری را به همراه خواهد داشت.

زمانی که نقطه تماس چرخ دنده ها دچار لغزش می شوند، نیرویی که آن را نیروی محرک محوری می نامند؛ باعث به وجود آمدن گرما می شود که نتیجه این گرما، کاهش راندمان خواهد بود.

راهکاری که برای حل این مشکل وجود دارد، جایگزین کردن چرخ دنده های دابل هلیکال به جای سایر چرخ دنده های موجود در بازار است(البته با در نظر داشتن نیاز خود).

تفاوت چرخ دنده ساده و مارپیچ

چرخ دنده های ساده همانطور که از نام آنها پیداست، ساختار ساده ای دارند و در مصارف ساده ای نیز به کار گرفته می شوند. این چرخ دنده ها معمولا در وسایلی مانند نوار نقاله، ماشین لباسشویی و مواردی از این قبیل استفاده می شوند. همچنین مقاومت چرخ دنده ساده با چرخ دنده های مارپیچ قابل مقایسه نیست؛ چرا که اصولا چرخ دنده های مارپیچ را در ماشین آلات صنعتی، دستگاه های سنگین و هر وسیله ای که شوک زیادی را متحمل می شود به کار می گیرند.

برای مثال اگر در ماشین آلات صنعتی از چرخ دنده ساده استفاده شود، در هنگام استارت دستگاه، چرخ دنده خرد شده و به قطعات دیگر نیز آسیب می رساند؛ اما با استفاده از چرخ دنده مارپیچ، نه تنها این اتفاق نخواهد افتاد بلکه قدرت چرخ دنده انتقال نیرو را بهتر انجام می دهد و در نهایت موجب عملکرد فوق‌العاده دیگر قطعات می شود.

در همین رابطه می توانید مقاله چرخ دنده ساده چیست؟ را بخوانید.

جمع‌بندی

استفاده از چرخ دنده های مارپیچ و دریافت نتیجه ای مطلوب از آن، نیازمند تخصص شما در آن حوزه است. در صورتی که قصد خرید چرخ دنده ی مارپیچ را دارید با مشاوران فروشگاه اینترنتی کالا صنعتی شهباز موتور در ارتباط باشید تا شما را در راستای انتخابی مطمئن راهنمایی کنند.

 

بازگشت به ابتدای مقاله

نظر یا درخواست شما

در صورت درج اطلاعات خصوصی شما مانند شماره تلفن و ایمیل توسط ما مشاهده می شود، و برای عموم فیلتر خواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *