چرخدنده ساده چیست؟ | کاربردها، مزایا و معایب
در میان انواع چرخدندهها، چرخدنده ساده از قدیم تا به امروز در میان پرکاربردترین چرخدندهها دیده شده است. از آنجایی که همه ما میدانیم چرخدنده یکی از اصلیترین قطعات وسایل چرخشی است؛ میخواهیم به توضیحات مهم و کلیدی در رابطه با چرخدنده ساده بپردازیم.
همانطور که از نام این چرخدنده پیدا است، ساختار سادهای دارد اما امروزه به دلیل تنوع بالا در چرخدندهها و کاربردهای ویژه آنها، از این چرخدنده کمتر استفاده میشود. البته این نکته به آن معنا نیست که دیگر استفاده از چرخدنده ساده معنایی ندارد، بلکه منظور استفاده رایج از آن است که این روزها جایگزین زیادی برای آن یافتهاند.
چرخدنده ساده چیست؟
چرخدنده ساده یک قطعه صنعتی است که به خاطر ظاهرش در گروه چرخدندههای استوانهای قرار میگیرد. این چرخدنده با اینکه ساختار سادهای دارد، اما در صنعت کاربردهای بسیار گستردهای پیدا کرده است.
وظیفه اصلی آن مانند دیگر انواع چرخدندهها، انتقال حرکت، نیرو، گشتاور و کنترل سرعت است.
دندانههای چرخدنده ساده صاف بوده و کاملا موازی با محور چرخش قرار دارند. این دندانهها با فاصله مساوی در اطراف بدنه استوانهای چرخدنده چیده شدهاند. به همین دلیل، انتقال نیرو در آنها به صورت مستقیم و بدون زاویه انجام میشود.
در بازار، چرخدنده ساده را با نامهای دیگری مثل چرخدنده خار، چرخدنده دندانهدار و همچنین نام انگلیسی آن یعنی Spur Gear نیز میشناسند.
انواع چرخدندههای ساده
چرخدندههای ساده بسته به نوع دندانهها، به دو دسته اصلی تقسیم میشوند: چرخدنده خارجی و چرخدنده داخلی.
- چرخدنده خارجی: دندانهها روی سطح بیرونی یک سیلندر قرار دارند و وقتی با یک چرخدنده دیگر درگیر میشوند، جهت چرخش آنها برعکس هم است.
- چرخدنده داخلی: دندانهها روی سطح داخلی یک سیلندر حلقهای شکل قرار گرفتهاند و با یک چرخدنده خارجی درگیر میشوند. در این حالت، جهت چرخش دو چرخدنده همجهت است و چرخدنده کوچکتر داخل سیلندر بزرگتر میچرخد.
جالب است بدانید که چرخدندههای خارجی این قابلیت را دارند که هم به چرخدندههای داخلی و هم چرخدندههای خارجی چفت شوند. بنابراین معمولا مشکل دشواری در نصب و راهاندازی آن به وجود نمیآید.
چرخدنده ساده در کجا استفاده میشود؟
چرخدندههای ساده وظیفه انتقال نیرو بین دو محور موازی را بر عهده دارند. همچنین بسته به اندازه و تعداد دندانههای آنها، میتوانند سرعت را کاهش یا افزایش دهند و در عین حال گشتاور را بهصورت متناسب تغییر دهند.
به دلیل انتقال یکنواخت و دقیق نیرو، این چرخدندهها در ماشینآلاتی که نیاز به حرکت منظم، کنترل سرعت و تنظیم موقعیت دارند، بسیار پرکاربرد هستند. از مهمترین کاربردهای صنعتی چرخدنده ساده میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- سیستمهای نوار نقاله
- پمپ های دنده ای
- کاهش سرعت در ماشین آلات صنعتی
- موتور سیستمهای حمل و نقل
مزایا و معایب چرخ دنده ساده
چرخدندههای ساده دارای مزایا و معایبی هستند که در صورتی که قصد خرید آن را دارید، لازم است از آنها مطلع باشید. در ادامه به ویژگیهای شاخص چرخدندههای ساده در قالب مزایا و معایب آن اشاره کردهایم.
مزایا
- دقت بالا: ساختار ساده چرخدندههای ساده باعث میشود تولید آنها با دقت بیشتری انجام شود و در نتیجه خرابی کمتری داشته باشند.
- جمع و جور بودن: این چرخدندهها سایز کوچک و ابعاد مناسبی دارند و حتی در فضاهای محدود به راحتی نصب میشوند.
- کاهش سرعت و افزایش گشتاور: طراحی چرخدنده ساده طوری است که برای کاهش سرعت و افزایش گشتاور بسیار مناسب است؛ مثلا در دستگاههای خردکن سنگآهن کاربرد دارد.
- قیمت مناسب: قیمت چرخدندههای ساده نسبت به دیگر انواع چرخدندهها ارزانتر و مقرون به صرفهتر است.
- ثبات در سرعت: دقت بالا باعث میشود سرعت انتقال در آنها ثابت باشد و هیچ نیرویی در جهت محور ایجاد نشود.
- راندمان بالا: راندمان آنها بین 95 تا 98 است. به همین دلیل اتلاف نیرو در این چرخدندهها کم است و انتقال نیرو به صورت بهینه انجام میشود.
- طول عمر بالا: این چرخدندهها در برابر سر خوردگی و شکستگی مقاوم هستند. حتی در شرایطی که با سایر قطعات درگیر میشوند، احتمال آسیب دیدن جزئی یا کلی بسیار کم است. به همین خاطر طول عمر بالایی دارند.
معایب
علاوه بر مزایا، برخی نقاط ضعف نیز در چرخدنده ساده وجود دارد که عبارتند از:
- تولید صدای زیاد: چرخدنده ساده هنگام درگیری دندانهها صدای بلندی تولید میکند. دلیل این صدا برخورد دندانهها با فشار زیاد به یکدیگر است که منجر به نویز میشود.
- درگیری محدود دندانهها: در مقایسه با سایر چرخدندهها، چرخدنده ساده در هر لحظه تنها یک دندانه را درگیر میکند. این موضوع بسته به نیاز شما ممکن است عیب محسوب شود یا نه، اما یک ویژگی بارز چرخ دنده ساده است.
- کارایی پایین در سرعت و بار زیاد: چرخدنده ساده برای کاربردهایی با سرعت بسیار بالا یا بار زیاد مناسب نیست و ممکن است عملکرد مطلوب نداشته باشد.
- ضعف در تحمل بار محوری: این چرخدندهها قادر به تحمل نیروی محوری زیاد نیستند و در صورت اعمال بار محوری زیاد، ممکن است آسیب ببینند.
در صورتی که نیاز دارید نسبت به نیاز خود، چرخدندههای دیگر را نیز بسنجید، بهتر است در زمینه انواع چرخدندهها اطلاعات بیشتری کسب کنید. همچنین لازم است بدانید مشاوران متخصص فروشگاه اینترنتی شهباز موتور همواره در راستای خریدی مطمئن آماده خدمت رسانی به شما هستند.
بیشتر بدانید ⇐ چرخ دنده چیست؟ بررسی جامع انواع چرخ دنده و کاربرد آن ها
تفاوت چرخدنده ساده و مارپیچ
در رابطه با تفاوت میان چرخدنده ساده و چرخدنده مارپیچ سوالات زیادی به وجود میآید؛ همانطور که در مقاله چرخدنده مارپیچ نیز اشاره کردیم میان این دو چرخدنده محبوب تفاوتهایی وجود دارد.
تفاوت اصلی و واضح میان چرخدنده ساده و مارپیچ در ظاهر و ساختار دندانهها است. دندانههای چرخدنده ساده، مستقیم و موازی با محور چرخدنده هستند و دور بدنه استوانهای آن قرار گرفتهاند. به همین دلیل هنگام درگیر شدن با چرخدنده دیگر، نیرو به صورت مستقیم منتقل میشود.
در مقابل، دندانههای چرخدنده مارپیچ با زاویه نسبت به محور چرخدنده پیچ خوردهاند و به صورت یک خط مارپیچی دور بدنه چرخیدهاند. این حالت باعث میشود هنگام درگیر شدن، تماس بین دندانهها به تدریج انجام شود و نیرو به صورت نرمتر و یکنواختتر منتقل شود. به همین دلیل صدای کمتر و تحمل بار بالاتری نسبت به چرخدنده ساده دارد.
با وجود کاربردهای زیادی که در چرخدنده ساده وجود دارد، استحکام و قدرت آن در مقابل چرخدندههای مارپیچ (دابل هلیکال، کرانویل پینیون و…) قابل قیاس نیست.
استفاده از چرخدندههای ساده برای مصارف سنگین مانند انواع گیربکس صنعتی، الکتروموتورها و مواردی از این قبیل پیشنهاد نمیشود چرا که با توجه به محاسبات چرخدندههای ساده قدرت آنها برای این کار مناسب نبوده و چرخدندههای مارپیچ پاسخگویی بهتری در مقابل انتقال نیروی الکتروموتور و دیگر قطعات صنعتی دارند.
همچنین لازم است بدانید در چرخدنده ساده، چرخدندهها تنها به یک شافت متصل میشوند اما در چرخدندههای مارپیچ گاها پیش میآید که هر چرخدنده به یک شافت مستقل متصل شده باشد.
بیشتر بدانید ⇐ آشنایی با انواع چرخ دنده های مارپیچ و هلیکال
پارامترهای مهم چرخدنده ساده که باید قبل از خرید بدانید!
وقتی قصد خرید یا انتخاب چرخدنده دارید، لازم است با چند اصطلاح ساده آشنا باشید. این اصطلاحات، بخشهای اصلی چرخدنده ساده را توضیح میدهند:
- گام: فاصله بین دو دندانه روی محیط چرخدنده است. یک نقطه روی یک دندانه انتخاب کنید و نقطه مشابه آن در دندانه کناری را نیز درنظر بگیرید. فاصلهای که بین این دو نقطه وجود دارد، همان گام است.
- دایره گام: وقتی دو چرخدنده با هم درگیر میشوند، میتوان یک دایره فرضی برای هر کدام در نظر گرفت که درست در نقطه تماس دندانهها با هم مماس هستند. به این دایره، دایره گام میگویند.
- سر دنده: بخش بالایی دندانه است. اندازه سردنده، فاصلهای است که از بالای دندانه تا دایره گام وجود دارد.
- پایه دنده: بخش پایینی دندانه است. اندازه پایه دنده، فاصله ای است که از پایین دندانه تا دایره گام وجود دارد.
- عمق دنده: اگر اندازه سر دنده و پایه دنده را با هم جمع کنیم، عمق دنده به دست میآید. این اندازه در واقع عمق کل شیار یا ارتفاع دندانه است.
- دایره مبنا: دایره مبنا دایرهای در چرخدنده است که دندانهها روی آن قرار دارند و پایه طراحی و محاسبات چرخدنده است.
- خط فشار: خط فشار همان خطی است که به دو دایره مبنا مماس میشود. زاویه بین این خط و خط تماس دایرههای گام، زاویه فشار نام دارد که معمولا 14.5، 20 یا 25 درجه در نظر گرفته میشود.
- مدول: مدول عددی است که اندازه دندانههای چرخدنده را مشخص میکند و به ما نشان میدهد دندانهها ریز هستند یا درشت. برای محاسبه آن کافی است قطر دایره گام را بر تعداد دندانهها تقسیم کنیم. هرچه مدول بزرگتر باشد، دندانهها درشتتر و فاصله بین آنها بیشتر است و هرچه مدول کوچکتر باشد، دندانهها ریزتر و تعدادشان بیشتر خواهد بود. نکته مهم این است که دو چرخدنده فقط در صورتی میتوانند بهخوبی با هم درگیر شوند که مدول آنها یکسان باشد.
جمع بندی
چرخدندههای ساده یکی از پرکاربردترین انواع چرخدندهها هستند که به دلیل ساختار ساده، انتقال دقیق نیرو و راندمان بالا در بسیاری از ماشینآلات صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند. این چرخدندهها با وجود طراحی ابتدایی، نقش مهمی در کاهش یا افزایش سرعت، کنترل گشتاور و انتقال حرکت یکنواخت دارند.
به طور کلی، چرخدندهها از اجزای کلیدی در تجهیزات صنعتی محسوب میشوند؛ بنابراین انتخاب درست و مناسب آنها اهمیت بسیار زیادی دارد. امیدواریم مطالب این مقاله برای شما مفید بوده باشد. تجربههای خود را در رابطه با استفاده از چرخدندههای ساده با ما به اشتراک بگذارید.
اگر در رابطه با این مقاله سوالی دارید، میتوانید از طریق کامنت برای ما ارسال کنید. کارشناسان ما در اسرع وقت پاسخگوی شما عزیزان خواهند بود.
سوالات متداول
چرخدنده ساده چیست و چه کاربردی دارد؟
پاسخ:
چرخدنده ساده یک قطعه استوانهای با دندانههای مستقیم است که برای انتقال نیرو بین دو محور موازی استفاده میشود. مهمترین کاربرد آن کاهش سرعت و افزایش گشتاور در ماشینآلات و تجهیزات صنعتی است.
راندمان چرخدنده ساده چقدر است؟
پاسخ:
بین ۹۵ تا ۹۸ درصد، بنابراین اتلاف انرژی در آن بسیار کم است.
آیا چرخدنده ساده برای سرعتهای بالا مناسب است؟
پاسخ:
خیر، به دلیل ایجاد صدا و ضربه بین دندانهها، بیشتر برای سرعتهای متوسط و پایین مناسب است.
جنس چرخدنده ساده معمولا از چیست؟
پاسخ:
بسته به کاربرد میتواند از فولاد، چدن، برنج یا پلاستیکهای مقاوم ساخته شود.
طول عمر چرخدنده ساده چطور است؟
پاسخ:
اگر درست نصب و روغنکاری شود، طول عمر بالایی دارد و به ندرت دچار شکستگی میشود.
شرط اصلی درگیری درست دو چرخدنده ساده چیست؟
پاسخ:
محورها باید موازی باشند و مدول (اندازه دندانهها) هر دو چرخدنده یکسان باشد.
درود بر شما
ممنونم
با سلام. یک گیربکس با حجم بزرگ داریم که دارای سه شفت میباشد. که محرک ان یک الکتروموتور چهارصد کیلو وات میباشد..شفت ورودی از دنده bevel.. با خواب دندانه یا زاویه ی شیب بالا استفاده کرده در صورتی که دنده ی مقابل این دنده از نوع دندانه ساده هست. بعد از مدت کوتاهی این دنده کچل کرده و تقریبا تیز کرده. ایا بهتر نبود دنده اول به دلیل دنده ی مقابل ساده استفاده شده.. این دنده هم ساده استفاده میشد؟ این گیربکس شامل سه شفت میباشد. شفت ورودی. وسط. خروجی. تعداد دنده های استفاده شده همه از نوع ساده هستند فقط شفت ورودی با یک دنده از این نوع دندانه استفاده کرده.
سلام وقت بخیر
با توجه به اینکه به شرایط و عوامل متعددی بستگی دارد پیشنهاد میشود با فروشگاه شهباز موتور تماس حاصل فرمایید
خیلی ممنون عالی بود🤗
سلام یک چرخدنده به قطر6.7 وعرص 2.5 هفده دندهیا هجده دنده میخواستم ممنون میشم راهنمایی کنید
0913*****81
از این نوع چرخ دنده فروش هم دارین؟
درود دوست عزیز، فعلا موجود نیست