انواع چرخ دنده‌ ها و کارکرد آن‌ ها

ستاره | سرویس محتوای کمک درسی – پیش از اینکه به معرفی انواع چرخ دنده‌ ها بپردازیم، باید اشاره کنیم که چرخدنده دارای سه کارکرد اصلی است:

۱. افزایش گشتاور از موتور به تجهیزات حرکتی

۲. کاهش سرعت تولیدی موتور 

۳. تغییر مسیر محور گردان

این تجهیزات را می‌توانیم از طریق سرپیچ‌ها، تسمه‌ها، زنجیر‌ها و یا به واسطه میله‌های اتصال توخالی به گیربکس متصل کنیم. وقتی نیرو ثابت نگه داشته می‌شود، سرعت و گشتاور حالت معکوس پیدا می‌کنند و به صورت نسبی به یکدیگر وابسته هستند؛ بنابراین هرچه سرعت را کاهش دهیم، به همان میزان گشتاور افزایش می‌یابد.

از سوی دیگر نباید تردید داشت که قلب چرخ دنده، دندانه‌های داخلی آن هستند. دندانه‌ها به صورت جفت عمل می‌کنند، به این صورت که یکدیگر را به منظور تولید نیروی حرکتی درگیر می‌کنند. برای آگاهی از انواع چرخ دنده ها و کارکرد هر یک از آن‌ها همراه ما باشید.

۱. چرخ دنده‌دار دنده ملخی (ساده)

۲. چرخ دنده‌ مارپیچی

برخلاف چرخدنده‌های ملخی که موازی اند، گوشه‌ای از دندانه‌های چرخدنده‌های مارپیچی به محور متمایل است. به همین دلیل در عمل بیش از یک دندانه در تماس هستند که خود موجب می‌شود چرخدنده‌های مارپیچی ظرفیت انتقال بار بیشتری را نسبت به چرخ دنده‌های ملخی داشته باشند.

این استدلال، به دلیل بار اشتراکی بین دندانه ها، موجب می‌شود چرخدنده‌های مارپیچی عملکردی نرم‌تر و آرام‌تر نسبت به چرخدنده‌های ملخی داشته باشند. چرخدنده‌های حلزونی در عمل باری محوری تولید می‌کنند که باید در حین استفاده مورد توجه قرار گیرد. اغلب چرخدنده‌های محصور از دندانه‌های حلزونی استفاده می‌کنند.

۳. چرخ دنده مارپیچی دوقلو

← انواع چرخ دنده؛ چرخ دنده مارپیچی دوقلو →

چرخدنده‌های دوقلو نوعی چرخ دنده مارپیچی هستند که دو سر مارپیچی، که یک شکاف آن‌ها را از هم جدا می‌کند، در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. هر سر دارای یک زاویه مارپیچ مشابه، ولی مخالف است. بکارگیری یک جفت دنده مارپیچی بار‌های محوری را محدود کرده و حتی امکان اصطکاک بیشتر دندانه‌ها و عملکرد نرمتر را به وجود می‌آورد. عموماً چرخدنده‌های دوقلو، مانند چرخدنده‌های مارپیچ، در چرخدنده‌های محصور استفاده می‌شوند.

کارکرد آن: یکی از بهترین چرخدنده‌ها در زمینه انتقال نیرو

۴. چرخ دنده‌ جناغی

← انواع چرخ دنده؛ چرخ دنده جناغی →

چرخدنده‌های عقربی (جناغی) بسیار شبیه چرخدنده‌های دوقلو هستند، اما هیچ شکاف جداکننده‌ای در بین دو سر این چرخدنده وجود ندارد. چرخدنده‌های جناغی معمولاً کوچکتر از چرخ دنده‌های دوقلوی قابل مقایسه هستند و کاربرد ایده آل آن‌ها عبارت است از ایجاد شوک و ارتعاش بالا. استفاده از چرخدنده‌های جناغی، به دلیل مشکلات تولید و گرانی قیمت، عمومیت فراوانی ندارد.

کارکرد آن: استفاده در جعبه‌ دنده بسیاری از خودرو‌ها برای انتقال نیروی گشتاوری

۵. چرخ دنده مخروطى

← انواع چرخ دنده؛ چرخ دنده مخروطی →

کارکرد آن: استفاده برای درب‌های اتوماتیک الکتریکی، چرخش پروانه‌های هلی‌کوپتر، مته‌های دستی

۶. چرخ دنده‌ حلزونی

← انواع چرخ دنده؛ چرخ دنده حلزونی →

چرخ دنده‌های حلزونی، نیرو را از طریق زاویه‌های قائم روی محور‌های غیرمنقطع انتقال می‌دهند. این چرخ‌دنده‌ها بار محوری را ایجاد کرده و عمکرد مناسبی برای عملیات‌های بار شوک دارند، اما نسبت به دیگر چرخدنده‌ها، تأثیرگذاری اندکی ارائه می‌دهند. این چرخدنده، به دلیل تأثیرگذاری اندک، بیشتر در عملیات‌های اسب بخار استفاده می‌شود.

کارکرد آن: دیفرانسیل کامیون‌ها و خودروهای سنگین، سیستم‌های نقاله الکتریکی و بالابرها

۷. چرخ دنده‌ هیپوئیدی

← انواع چرخ دنده؛ چرخ دنده هیپوئیدی →

چرخ دنده‌های هیپوئیدی شباهت بسیاری با چرخدنده‌های مخروطی دارند، اما روی محور‌های غیر منقطع عمل می‌کنند. محور‌ها در آرایش هیپوئیدی توسط یاتاقان‌های موجود در هردو سوی محور پشتیبانی می‌شوند، چون میله دندانه دار در سطح متفاوتی از دنده قرار داده شده است. هیپوئید چرخ‌دنده هايى براى انتقال حرکت و قدرت بين شفت‌ها يا محورهاى متنافر هستند.

کارکرد آن: دیفرانسیل خودروهای شهری و سبک

۸. میله دندانه دار (چرخ دنده شانه‌ای)

← انواع چرخ دنده؛ چرخ دنده شانه ای →

کارکرد آن: استفاده در فرمان خودروها و در ترازوها برای گردش صفحه مدرج

۹. چرخ دنده‌های داخلی و خارجی (رینگی)

← انواع چرخ دنده؛ چرخ دنده رینگی →

چرخدنده خارجی با دندانه‌های خارج از سطح سیلندر یا میله ایجاد می‌شود. دندانه‌های چرخدنده داخلی هم به همین شکل داخل سطح سیلندر قرار دارند. چرخ دنده‌های داخلی قادر به اعمال فشار جهت برگشت مسیر نیستند. زاویه آن‌ها بیش از ۹۰ درجه است.

کارکرد آن: سطوح داخلی سلیندر‌ها دارای چرخدنده داخلی و سطوح‌ خارجی آن‌ها از چرخدنده‌های خارجی استفاده می‌کند.

۱۰. چرخ دنده سیاره‌ای

← انواع چرخ دنده؛ چرخ دنده سیاره ای →

 

از کنار هم قرار گرفتن چرخدنده‌های رینگی، ساده و میله گرداننده نوعی چرخ دنده به نام خورشیدی پدید می‌آید. سرعت و انتقال نیروی متفاوت در اجزای این نوع چرخدنده مزیت زیادی برای انتقال نیرو یا کاهش یک نیروی زیاد دارد.

کارکرد آن: استفاده در مداد تراش‌های دارای اهرم و دنده‌های دوچرخه‌های دنده‌ای

استفاده از انواع چرخ دنده‌ ها مزایا و معایبی را نیز به همراه دارد. در ادامه به بررسی مختصر این مزایا و معایب خواهیم پرداخت.