گیربکس حلزونی

‏گیربکس حلزونی نوعی وسیله انتقال مکانیکی است که برای انتقال نیرو و تغییر سرعت یا جهت چرخش بین دو شفت متصل به هم استفاده می‌شود. این وسیله شامل مجموعه‌ای از چرخ دنده‌های مارپیچ است که برای انتقال گشتاور و حرکت به هم متصل می شوند.

اجزای گیربکس حلزونی و نحوه عملکرد آن

• ‏چرخ‌دنده‌های حلزونی: چرخدنده های حلزونی با دندانه‌هایی هستند که به صورت زاویه‌ای نسبت به محور چرخ دنده بریده شده و شکل مارپیچ را تشکیل می‌دهند. طراحی مارپیچ امکان عملکرد روان و بی صدا و همچنین افزایش ظرفیت حمل بار را در مقایسه با سایر چرخ دنده‌ها فراهم می‌کند.
• ‏شفت ورودی: شفتی است که به منبع نیرو مانند موتور الکتریکی یا موتور متصل است که حرکت چرخشی گیربکس را فراهم می‌کند.
• ‏شفت خروجی: شفتی است که به بار یا ماشین‌های محرک متصل و جایی که حرکت یا قدرت خروجی از گیربکس منتقل می‌شود.
• ‏اتصال دنده با مارپیچ: چرخ دنده‌های مارپیچ در گیربکس در حین چرخش به هم مشبک می‌شوند و گشتاور را از شفت ورودی به شفت خروجی منتقل می‌کنند. دندانه های مارپیچ به تدریج درگیر می شوند و در نتیجه عملکرد نرم تر و بی صداتر در مقایسه با چرخ دنده ها انجام می‌شود.
• ‏کاهش یا افزایش سرعت: بسته به نسبت دنده بین دنده‌های ورودی و خروجی، گیربکس حلزونی می‌تواند سرعت چرخش محور خروجی را نسبت به شفت ورودی کاهش یا افزایش دهد.
• روغن کاری: روانکاری مناسب برای به حداقل رساندن اصطکاک و سایش بین دندانه‌های دنده، تضمین عملکرد روان و افزایش طول عمر گیربکس ضروری است. روان کننده‌هایی مانند روغن یا گریس معمولاً برای کاهش اصطکاک و اتلاف گرمای تولید شده در حین کار استفاده می‌شوند.
• ‏نصب و محفظه: گیربکس حلزونی در داخل یک محفظه قرار گرفته تا از چرخ دنده‌ها در برابر آلاینده‌ها محافظت کند و پشتیبانی ساختاری ایجاد کند. بسته به کاربرد ممکن است با استفاده از روش‌های مختلفی مانند فلنج نصب شود.

‏انواع گیربکس حلزونی

گیربکس‌های حلزونی انواع مختلفی دارند که هر کدام برای کاربردها و نیازهای خاص طراحی شده‌اند. مثل:

• ‏گیربکس حلزونی شفت موازی: این نوع دارای شفت‌های ورودی و خروجی موازی است، با چرخ دنده‌های مارپیچی که در جهت موازی مرتب شده‌اند. معمولاً در مواقعی که فضا محدود و طراحی فشرده مورد نیاز است استفاده می‌شود.
• ‏گیربکس حلزونی زاویه راست: به عنوان گیربکس مارپیچ مخروطی نیز شناخته می‌شود و از چرخ دنده‌های مخروطی برای انتقال نیرو در زاویه راست استفاده می‌کند. این طرح برای کاربردهایی مناسب است که شفت‌های ورودی و خروجی باید عمود بر یکدیگر باشند.
• ‏گیربکس حلزونی ترکیبی: با ترکیب مجموعه دنده‌های حلزونی، این گیربکس راندمان و انتقال گشتاور بالایی دارد که آن را برای کاربردهای سنگین که نیاز به رادمان بالا دارند ایده‌آل می‌کند.
• ‏گیربکس هلیکال افست: در این پیکربندی، محورهای ورودی و خروجی در یک راستا قرار ندارند، که امکان انعطاف پذیری در نصب و محدودیت فضا را فراهم می‌کند. معمولاً در برنامه‌هایی استفاده می‌شود که در آن ناهماهنگی شفت اجتناب‌ناپذیر است.
• گیربکس هلیکال درون خطی: شبیه به گیربکس مارپیچ شفت موازی اما با طراحی ساده‌تر برای کاربردهای خاص که در آن فضا محدود و تراز آن بسیار مهم است. گیربکس های SEW در این دسته از گیربکس های صنعتی قرار می گیرند.
• ‏گیربکس مارپیچی: این گیربکس مزایای وجود چرخ دنده‌های مارپیچی و مخروطی را ترکیب می‌کند و راندمان بالا انتقال گشتاور و فشردگی را ارائه می‌دهد. معمولاً در کاربردهایی مانند نوار نقاله، میکسر و اکسترودر استفاده می‌شود.
• ‏گیربکس سیاره ای یا خورشیدی: با استفاده از یک سیستم چرخ دنده سیاره‌ای با چرخ دنده‌های مارپیچ، این نوع گیربکس کارایی بالایی دارد و آن را برای برنامه‌های کاربردی مانند روباتیک، توربین های بادی و ماشین آلات صنعتی مناسب می‌کند.

‏مزایای گیربکس حلزونی

‏گیربکس‌‌های حلزونی دارای چندین مزیت هستند که آن‌ها را در بسیاری از کاربردهای صنعتی به گزینه‌ای ارجح تبدیل می‌کند:

‏عملیات بی صدا: طراحی حلزونی این ابزار امکان درگیری تدریجی دندان‌ها را فراهم می‌کند و در نتیجه عملکرد نرم‌تر و بی صداتر را در مقایسه با سایر انواع گیربکس انجام می‌دهد. این موضوع به ویژه در محیط‌هایی که سطوح نویز باید به حداقل برسد مفید است.

‏ظرفیت حمل بار بالا: پیکربندی دندانه چرخ دنده مارپیچی باعث افزایش سطح تماس بین چرخ دنده‌ها می‌شود و ظرفیت حمل بار گیربکس را افزایش می‌دهد. این موضوع باعث می‌شود گیربکس‌های حلزونی برای کاربردهای سنگین که در آن انتقال گشتاور بالا مورد نیاز است، مناسب باشند.

‏کارایی: چرخ دنده‌های حلزونی به دلیل تماس بین دندانه‌ ها، نیرو را به طور موثر انتقال می‌دهند و در نتیجه حداقل اتلاف انرژی در حین کار را به همراه دارند. این کارایی به کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی در طول زمان کمک می‌کند.

‏تطبیق پذیری: انواع گیربکس حلزونی در پیکربندی‌های مختلفی از جمله شفت موازی، زاویه راست و سری های ترکیبی عرضه می‌شوند که تطبیق پذیری را متناسب با نیازهای کاربردی مختلف ارائه می‌دهند.

دوام: طراحی چرخ دنده مارپیچی با دندانه های روی هم و درگیر شدن تدریجی، باعث کاهش سایش و افزایش طول عمر گیربکس می‌شود.

طراحی فشرده: گیربکس‌های حلزونی را می توان با ردپایی فشرده طراحی کرد که آنها را برای کاربردهایی که فضا محدود است مناسب می کند. این فشردگی عملکرد را به خطر نمی اندازد و انتقال کارآمد نیرو را در محیط های محدود تضمین می کند.

‏قابلیت سرعت بالا: گیربکس حلزونی می‌تواند در سرعت‌های بالا عمل کند و عملکرد بالایی داشته باشد. این موضوع باعث می‌شود گیربکس‌های حلزونی برای کاربردهایی که به سرعت و چرخش سریع نیاز دارند، مانند گیربکس‌های خودرو و ماشین آلات صنعتی، مناسب باشند.

نتیجه گیری                

‏گیربکس‌های حلزونی به طور گسترده در صنایع و کاربردهای مختلفی که انتقال توان قابل اعتماد و کارآمد مورد نیاز است، مانند خودروسازی، تولید، معدن و تجهیزات ساختمانی استفاده می‌شود. تطبیق پذیری، دوام و عملکرد روان آن‌ها را به گزینه‌ای محبوب برای بسیاری از سیستم‌های مکانیکی تبدیل کرده است. هر نوع گیربکس حلزونی دارای مزایای منحصر به فرد خود است و به گونه ای طراحی شده است که معیارهای عملکرد خاصی را برآورده کند و امکان انتقال و کارایی بهینه نیرو را در کاربردهای مختلف صنعتی فراهم می‌کند.