مقالات

آشنایی با انواع چرخ دنده های مارپیچ و هلیکال

چرخ دنده مارپیچ چیست؟ معرفی انواع چرخ دنده مارپیچ و کاربردهای آن ها

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 مارپیچ و مزایا و معایب آن 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. 

به عنوان مثال از قرار گیری چرخ دنده های سیکلوئیدی با آرایش خاص و دانش تخصصی می توان گیربکس سایکلو یا همان گیربکس سیکلوئیدی را تولید کرد که دارای راندمان بسیار بالا و عملکرد خوبی هستنند.

چرخ دنده هلیکال (مارپیچ) و انواع آن

همانطور که میدانید چرخ دنده های هلیکال که به چرخ دنده های مارپیچ هم معروف اند، یکی از انواع رایج در بین چرخ دنده ها هستند.

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

  • چرخ دنده هلیکال
  • چرخ دنده دابل هلیکال
  • چرخ دنده شاه ماهی
  • چرخ دنده بول
  • چرخ دنده بول هلیکال
  • چرخ دنده کرانویل پینیون
  • چرخ دنده مخروطی

نکته مهم: چرخ دنده هلیکال نام دیگر چرخ دنده مارپیچ نیست؛ بلکه یکی از انواع آن است که در ادامه به توضیح هر یک از آن ها می پردازیم.

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. به همین دلیل خرید گیربکس هلیکال عمدتا به منظور استفاده در صنایع پر فشار و برای تولید گشتاور های بالا صورت می گیرد.

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 است.

بیشتر بدانید ⇐ گیربکس هلیکال چیست؟

کاربرد چرخ دنده هلیکال

در ادامه، به بررسی انواع چرخ دنده هلیکال می پردازیم:

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 انواع 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

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

چرخ دنده مارپیچ بول (bevel)

چرخ دنده های بول که یکی دیگر از انواع چرخ دنده های مارپیچی هستند، عملکرد بسیار نرم و روانی دارند و به واسطه این ویژگی بارز، در مصارف خاصی مورد استفاده قرار می گیرند. این دسته از چرخ دنده را می توان در انواع گیربکس صنعتی نیز به کار برد.

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

ویژگی های چرخ دنده بول

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 مقاومت خوبی دارد 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 خودش کرده است.

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

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 از جمله کاربردهای آن می توان به استفاده در گیربکس آویز و گیربکس مخروطی اشاره کرد.

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

کاربرد انواع چرخ دنده هلیکال یا مارپیچ

چرخ دنده هلیکال یا مارپیچ، به دلیل طراحی و ساختار خاصی که دارد، دارای کاربرد های متعددی است. این چرخ دنده ها نسبت به چرخ دنده های ساده، سروصدای کمتری ایجاد می کنند و در کاربرد های صنعتی بسیاری مورد استفاده قرار می گیرند.

در ادامه، به برخی از مهم ترین کاربرد های چرخ دنده هلیکال اشاره می کنیم:

  • بیشترین کاربرد چرخ دنده های هلیکال یا مارپیچ، در گیربکس های هلیکال است.
  • مورد دیگر استفاده از این چرخ دنده ها، در پمپ ها و کمپرسور هایی است که نیاز به انتقال قدرت با دقت بالا و سر و صدای کم دارند.
  • کاربرد دیگر چرخ دنده هلیکال، در ماشین آلات کشاورزی مثل تراکتور ها است که برای انتقال قدرت به چرخ ها یا قطعات متحرک دیگر استفاده می شوند.
  • در صنعت خودروسازی و سیستم های گیربکس و دیفرانسیل خودروها نیز از چرخ دنده های هلیکال مارپیچ به منظور کاهش صدا و افزایش راندمان استفاده می شود.
  • از دیگر موارد استفاده از این نوع چرخ دنده، میتوانیم به توربین های بادی اشاره کنیم. این توربین ها برای عملکرد درست خودشان، نیاز به انتقال قدرت با کارایی بالا و لرزش کم دارند که این چرخ دنده ها، این نیاز را به خوبی برطرف می کنند.
  • در یکسری دستگاه های دیگر نیز مثل بیل مکانیکی و جرثقیل ها هم برای انتقال قدرت به بخش های مختلف، از چرخ دنده های مارپیچ هلیکال استفاده می شود.

مزایا و معایب چرخ دنده مارپیچ

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

مزایای چرخ دنده مارپیچی

  • راندمان بالا
  • پردازش سریع و آسان
  • تحمل بالا در مقابل شوک شدید
  • 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 فوق العاده دیگر قطعات می شود.

نکته مهم: با وجود اینکه در برخی از مدل های چرخ دنده حلزونی، دندانه ها به صورت منحنی و مارپیچ هستند اما چرخ دنده حلزونی، به عنوان چرخ دنده مارپیچ یا هلیکال شناخته نمی شود.

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.

اگر در رابطه با این مقاله سوالی دارید، می توانید از طریق ثبت نظر برای ما ارسال کنید. کارشناسان ما در اسرع وقت پاسخگوی شما عزیزان خواهند بود.

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 *