به مجموعه‌ای از چرخ دنده‌ها که به هم متصل هستند، گیربکس یا جعبه دنده گفته می‌شود. گیربکس‌ها نقش بسیار مهمی در صنایع مختلف دارند. از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین گیربکس‌ها می‌توان به گیربکس‌های صنعتی اشاره نمود. این دستگاه‌ها انواع مختلفی دارند که پرمصرف‌ترین آن گیربکس حلزونی است. در هنگام خرید این محصول کاتالوگی در اختیار شما قرار می‌گیرد که در آن محاسبات گیربکس وجود دارد. چنانچه می‌خواهید محاسبات این قطعه را خودتان انجام دهید باید با فاکتورها و پارامترهای گیربکس به خوبی آشنا باشید.با توجه به اهمیت این قطعه، در این بخش تصمیم گرفتیم شما را با این مدل از گیربکس و نحوۀ محاسبه نسبت تبدیل گیربکس حلزونی آشنا کنیم.

در این مطلب مولفه‌هایی که باید در مورد گیربکس بدانید را به شما معرفی کرده و مزیت‌های استفاده از این قطعه را نیز بیان می‌کنیم. با ما همراه باشید تا اطلاعات مفیدی در خصوص نسبت تبدیل گیربکس حلزونی به دست آورید.

فهرست

• گیربکس حلزونی چیست؟
• پارامترهای مهم در گیربکس‌ها
• چطور می‌توان نسبت تبدیل گیربکس حلزونی را محاسبه نمود؟
  • سایر روش‌های محاسبه نسبت تبدیل گیربکس حلزونی
• گشتاور خروجی گیربکس حلزونی
  • چگونگی محاسبات در گیربکس حلزونی
• کاربرد گیربکس حلزونی
• جمع بندی نسبت محاسبه گیربکس حلزونی

گیربکس حلزونی چیست؟

گیربکس دارای چندین چرخ دنده است که به هم وصل هستند، یکی از این چرخ‌ دنده‌ها اغلب به وسیلۀ موتوری که سرعت و گشتاور دارد، می‌چرخد. گشتاور به نیروی چرخشی گفته می‌شود. گیربکس سرعت ورودی و نیرویی که به آن وارد می‌شود را به سرعت و نیرویی متفاوت تبدیل می‌کند. در این عملیات میزان قدرت ثابت بوده و هیچ تغییری نخواهد کرد. گیربکس حلزونی یکی از پرمصرف ترین کاهنده‌های سرعت و همچنین افزاینده‌های قدرت است. این نوع گیربکس دارای صدای کم، اندازه کوچک و همچنین راندمان بسیار بالایی است. گیربکس‌های حلزونی دارای دو عدد چرخنده و ماردون هستند.
گیربکس‌های حلزونی را به نام گیربکس‌های کاهنده در بازار می شناسند که این قطعه قسمت‌های مهمی از جمله، قاب جعبه‌ای، شفت، چرخ دنده حلزونی و یاتاق دارد. در نظر داشته باشید که قسمت‌های مختلف این نوع گیربکس می‌تواند با مواد مختلفی ساخته شود. بنابراین در خرید گیربکس حلزونی توجه کنید که مواد اولیه با سختی بالا و باکیفیت در آن به کار رفته باشد. یکی از دلایل اصلی استفاده از گیربکس حلزونی ساختار ساده آن، اندازه کوچک، دوام بالا و قابلیت قفل اتومات آن است.

پارامترهای مهم در گیربکس‌ها

پارامترهایی که در انتخاب نمودن گیربکس‌های صنعتی و بالاخص حلزونی باید مورد بررسی قرار بگیرند موارد زیر هستند:

• توان ورودی HP₁ و KW₁ :
  این توان در واقع توان ورودی این نوع گیربکس است و در مقابل توان خروجی به نحو دیگری محاسبه خواهد شد.
• گشتاور خروجی M₂:  
  مقدارهای گشتاور خروجی واقعی هستند چرا که بازده گیربکس در محاسبۀ آن در نظر گرفته می‌شود. این مقدارها می‌بایست مساوی با گشتاور باشد.
• ضریب کار s.f:
  به دلیل اینکه گیربکس‌های حلزونی تحت بارهای متغییر، کار می‌کنند باید گیربکسی استفاده شود که ضریب آن مناسب باشد. این ضریب به افراد این امکان را می‌دهد که گیربکسی با مشخصات متناسب با کار انتخاب کنند.
• دور ورودی N₁
• دور خروجی N₂
• نسبت تبدیل i
• بازده گیربکس d

چطور می‌توان نسبت تبدیل گیربکس حلزونی را محاسبه نمود؟

نسبت تبدیل گیربکس حلزونی با توجه به مولفه‌هایی که پیش‌تر گفته شد، محاسبه می‌شود. در ادامه شما را با فرمول‌هایی برای حساب کردن این نسبت آشنا می‌کنیم:

1. توان که همان توان ورودی در گیربکس است به وسیله فرمول زیر محاسبه می‌شود:

Kw₂ (HP₂) = KW₁ (HP₁) × ɳd

• نسبت تبدیل i
  این نسبت در واقع مشخصۀ فنی در گیربکس است که از طریق فرمول زیر محاسبه می‌شود:

I = n₁/n₂

• بازده گیربکس
  خوب است بدانید که درجه حرارت، دور، ماده‌ای که برای روغن کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد و مشخصات گیربکس در این بازده تاثیر دارند. پس برای محاسبه گشتاور نیرو باید از بازده در حین کار دستگاه، استفاده کرد. بازده در گیربکس‌ها به وسیله فرمول زیر حساب می‌شود:

ɳ_d = HP2/HP1

یا

ɳ_d = KW2/KW1

سایر روش‌های محاسبه نسبت تبدیل گیربکس حلزونی

اگر کاتالوگ گیربکس حلزونی در دسترس باشد می‌توان از روی کاتالوگ و اعدادی که داده شده است نسبت تبدیل گیربکس حلزونی را محاسبه نمود اما اگر نسبت تبدیل گیربکس حلزونی در کاتالوگ مشخص نبود می‌توانید از طریق چند روش این نسبت را بدست آورید. این روش‌ها را در ادامه به شما معرفی می‌کنیم تا به وسیله آن‌ها به راحتی نسبت تبدیل گیربکس را پیدا کنید.

• روش اول برای به دست آوردن نسبت تبدیل گیربکس شمردن تعداد دندانه‌هایی است که روی چرخ دنده‌های ورودی و خروجی وجود دارند. با شمردن آن‌ها می‌توانید نسبت تبدیل گیربکس حلزونی را به دست آورید. بدین ترتیب که بعد از شمارش هر دو مجموعه دندانه باید دندانه‌های خروجی را بر دندانه‌های ورودی تقسیم کنید و نسبت تبدیل گیربکس حلزونی را بدین ترتیب، بدست آورید. برای مثال چنانچه دندانه‌های ورودی یک چرخ دنده 20 عدد باشد و دندانه‌های خروجی 60 عدد باشند، نسبت تبدیل گیربکس حلزونی 3 خواهد بود. این امر بدین معنی است که سرعت ورودی تا سه برابر کم خواهد شد.
• در روش دوم اگر نتوانستید تعداد دندانه‌ها را شمارش کنید، می‌توانید قطر چرخ دنده‌ها را اندازه بگیرید. با اندازه گیری قطر چرخ دنده خروجی و ورودی می‌توانید نسبت تبدیل گیربکس حلزونی را حساب کنید. برای اینکه این موضوع را بهتر درک کنید مثلاً، چنانچه قطر دنده ورودی برابر با 30 میلی متر و چرخ دنده ورودی معادل 100 میلی متر باشد، نسبت تبدیل گیربکس حلزونی برابر با سه خواهد بود.

گشتاور خروجی گیربکس حلزونی

بعد از اینکه توانستید نسبت تبدیل گیربکس حلزونی را محاسبه کنید می‌توانید عدد گشتاور را نیز بدست آورید. برای محاسبه کردن گشتاور باید گشتاور الکتروموتور یا منبع توانی که به موتور متصل شده است را به نسبت تبدیل گیربکس زیاد کنید. برای مثال اگر گشتاور ورودی 10 پوند بوده و نسبت تبدیل 1 به 10، عدد گشتاور خروجی برابر با 100 پوند می شود. برای محاسبه این میزان روش‌های متعددی وجود دارد که با مراجعه به مطلب مربوط به نحوه محاسبه گشتاور خروجی گیربکس حلزونی می‌توانید عدد آن را به راحتی بدست آورید.

چگونگی محاسبات در گیربکس حلزونی با استفاده از نسبت تبدیل گیربکس حلزونی

تا بدین جا با مهم‌ترین محاسبات و پارامترها در نسبت تبدیل گیربکس حلزونی آشنا شدید. به طور کلی برای انجام محاسبات مهم در هنگام خرید این نوع گیربکس می توان از فرمول‌هایی که در بالا ذکر کردیم، استفاده کرد. نکته مهم در این خصوص این است که شما می‌توانید با انجام این محاسبات در انتخاب و همچنین خرید گیربکس‌های حلزونی موفق‌تر عمل کنید. اکنون نکات مهمی را در خصوص فرمول‌های محاسباتی گیربکس حلزونی ارائه می‌دهیم:

• اولین نکته‌ایی که در این خصوص باید در نظر داشته بگیرید این است که گشتاور خروجی به چه مقدار است. ساده‌ترین روش برای فهمیدن این مقدار، نگاه کردن به کاتالوگ گیربکس است. اگر کاتالوگ این محصول را در دسترس ندارید، کافی است مقدار گشتاور خروجی را در ضریب کار ضرب کنید تا میزان کاملاً دقیق گشتاور خروجی به دست آید.
• ضریب کار در واقع فاکتوری است که می‌توان از آن برای ضرب کردن توان ورودی در بازده یا راندمان استفاده کرد. در این روش باید راندمان در صورت کسر و توان خروجی در مخرج باشد. پس از انجام این معادله، ضریب کار موتور به راحتی به دست خواهد آمد.
• توان‌های خروجی و وورودی گیربکس‌ها اغلب بر حسب کیلو وات بوده و موارد دیگر نیز بر حسب اسب بخار است. بنابراین باید بتوانید این واحدها را به هم تبدیل کنید. توجه داشته باشید که هر اسب بخار یا HP معادل 745 وات است. لازم به ذکر است که قسمت اعشار در این عدد برای محاسبات راحت‌تر حذف می‌شود. چرا که اعشار این عدد بسیار بزرگ بوده و اغلب آن را به حساب نمی آورند.
• در مورد تعداد دورهای خروجی و دور الکتروموتور اصلی باید بدانید که شمار دور خروجی از تقسیم نمودن دور ورودی به نسبت تبدیل به دست می آید. گفتنی است که با انجام این معادله می‌توانید نسبت تبدیل یا تعداد دورهای ورودی را به دست آورید.

کاربرد گیربکس حلزونی

از جمله این کاربردها می‌توان به ماشین آلات، بالابرهای ساختمانی، معادن، حفر چاه، نانوایی، تولیدی‌ها و کارخانه‌جات، ماشین‌های تراش و بسیاری دیگر از صنایع اشاره نمود.

جمع بندی

گیربکس‌های حلزونی برای کاهش میزان سرعت الکتروموتور و تولید نمودن گشتاور با سرعت کم یا زیاد به کار می روند. ضریب بالای قدرت در این قطعه کمک می‌کند تا گیربکس میزان گشتاور بالایی داشته باشد و ضریب عملکرد آن نیز از موتور در مقابل شوک‌های الکتریکی محافظت کند. نحوه محاسبه نسبت تبدیل گیربکس حلزونی تنها یکی از فاکتورهایی است که به هنگام خرید گیربکس باید بدان توجه کرد. موارد دیگری نیز وجود دارند که با در نظر گرفتن آن‌ها می‌توانید یک گیربکس خوب انتخاب کنید. برای مثال مواد اولیه‌ای که برای ساختن این قطعه استفاده می‌شود نقش بسیار مهمی در دوام و عملکرد آن دارند. بنابراین باید تمام فاکتورهای یک گیربکس خوب را برای خرید این قطعه در نظر داشته باشید.

برای آگاهی بیشتر در مورد خرید انواع گیربکس می توانید با شرکت مهندسی رستاپاد در تماس باشید. منتظر شما در رستاپاد هستیم.

در زبان فارسی گیربکس به معنی جعبه دنده است اما در اصطلاح صنعتی، به معنی ابزارهایی است که دارای سیستم قدرت هستند و می‌توانند بین موتور که تولیدکننده توان است و مصرف کننده آن ارتباط برقرار کنند. مصرف کننده‌های توان دستگاه‌های میکسر، تیکنر و از این دسته دستگاه‌ها هستند. برای انتخاب گیربکس و انواع آن باید ابتدا با مفاهیم کلی آن آشنا شوید.

وظیفه اصلی این دستگاه ایجاد تغییراتی در گشتاور و سرعت دوران مورد نیاز برای بخش‌های صنعتی است. به عبارت دیگر این ماشین‌ها یا قطعات، پس از موتور بر سر راه وسیله‌های صنعتی قرار گرفته و به وسیله آن می‌توان نسبت به مکانیزمی داخلی گیربکس، گشتاوری که برای دستگاه مورد نیاز است را به دست آورد. گیربکس‌ها انواع مختلفی دارند. در این مقاله انتخاب گیربکس و انواع آن را با هم بررسی خواهیم کرد.

فهرست

• آشنایی با گیربکس صنعتی
• انواع گیربکس
  • گیربکس حلزونی
  • گیربکس شافت مستقیم یا هلیکال
  • گیربکس آویز
• عوامل مهم در انتخاب گیربکس و انواع آن
• جمع بندی

آشنایی با گیربکس صنعتی

شاید شما هم با شنیدن نام گیربکس، تصور کنید که این وسیله تنها در موتور خودرو به کار می‌رود اما انواع مختلف دیگری از گیربکس‌ها هستند که در دستگاه‌ها و ماشین آلات صنعتی به کار می‌روند که به آن‌ها گیربکس‌های صنعتی می‌گویند. این گیربکس‌ها برای انتقال دادن قدرت در دستگاه‌های صنعتی کاربرد دارند. در این قطعه، گشتاور و سرعت به هم تبدیل می‌شوند. بدین صورت که با کاهش سرعت، گشتاور خروجی افزایش پیدا می‌کند.

به همین علت است که میزان مدولاسیون در چرخ دنده‌ها در بخش‌های متوالی افزایش پیدا می‌کند.‌ در این نوع گیربکس‌ها میزان اختلاف میان توان ورودی و توان خروجی به مقدار راندمان گیربکس وابسته است. اغلب چه گیربکس راندمان بالایی دارند. به عنوان مثال اگر راندمان یک گیربکس صد در صد باشد، میزان توان ورودی و توان خروجی یکسان است. هر چقدر راندمات گیربکس کاهش پیدا کند، میزان توان به پارامترهایی مانند صدا، ارتعاش و دما تبدیل می‌گردد.
کاربرد گیربکس‌ها متفاوت هستند و در سرتاسر دنیا این قطعه، جزء قطعات گران قیمت و از تجهیزات حساس به شمار می‌رود. به همین دلیل است که توصیه شده برای انتخاب گیربکس و انواع آن دقت کافی را به خرج داده و انتخاب این قطعه را به عهده مهندسین خبره و دست اندرکاران صنایع بگذارید. تغییراتی که در گشتاور و سرعت گیربکس ایجاد می‌شود در طراحی، دانش فنی و نوع متریال آن تاثیرگذار است. پارامترهایی در گیربکس‌ها هستند که باید به هنگام خرید به آن‌ها توجه کرد. این پارامترها شامل بررسی اجزای گیربکس، توان و قدرت است.

انواع گیربکس

گیربکس‌های صنعتی از لحاظ موتوری به چند دسته اصلی تقسیم بندی می‌شوند. در ادامه با انواع گیربکس‌ها بیشتر آشنا می‌شوید:

گیربکس حلزونی

این نوع گیربکس از رایج‌ترین و متداول‌ترین گیربکس‌ها در صنعت است. گیربکس حلزونی را از یک عدد ماردون فولادی بسیار سخت و سنگ خورده می‌سازند. چرخ دنده‌های حلزونی آن اغلب از جنس برنز ریخته‌گری هستند. گیربکس حلزونی در بازار به گیربکس معکبی نیز مشهور است و حرکت سینماتیک خودش را چرخ دنده و ماردون تامین می‌کند. این نوع گیربکس به علت زاویه خروجی و ساختاری که دارد کاربردهای زیادی در صنایع دارد.

همچنین به علت کارکرد بسیار نرم آن در سیستم‌های بالابر و آسانسورها کاربرد فراوانی دارد، چرا که در آسانسورها باید راه اندازی و گشتاور بسیار نرم باشد. گیربکس‌های حلزونی در سیستم انتقال مواد کوچک و کانوایرها نیز نقش مهمی دارد. یکی از مهم ترین فاکتورها در این گیربکس‌ها این است که در نسبت تبدیل بالای 30 دارای خاصیت برگشت پذیری هستند. یکی دیگر از مزیت های این نوع دستگاه قابلیت نصب شدن در هشت حالت مختلف است که این امر موجب استفاده بسیار راحت این قطعه می‌گردد.

گیربکس شافت مستقیم یا هلیکال

این گیربکس دارای تعداد زیادی چرخ دنده بوده و دارای ساختما هلیکال یا مارپیچی است. به همین دلیل به آن گیربکس هلیکال گفته می‌شود. چرخ دنده‌های آن از نوه ساده اما امتداد پروفیل‌های مورب است. انتقال نیرو در آن نیز با توجه به نوع جعبه دنده صورت می‌گیرد.

به دلیل کم بودن صدا و همچنین درگیری نرم میان چرخ دنده‌ها، از این گیربکس در سیستم انتقال نیرو استفاده می‌کنند. این وسیله می‌تواند در توان‌های بالاتر و  دورهای بالا استفاده شوند. اساس کار این قطعه نیز بر این اساس است که با کاهش یافتن دور، گشتاور در بخش خروجی زیاد می‌شود. این نوع گیربکس بر طبق نحوه اتصال به سه بخش، فلنچ دار، پایه دار یا هر دو دسته بندی می‌شود.

گیربکس آویز

این نوع گیربکس‌ها به علت چند محور بودن، نسبت تبدیل بسیار بالایی دارند که همین امر موجب شده گشتارو بالایی داشته باشند. در مواردی که دستگاه به گشتاور بالا و کارکردهای دائمی نیاز دارد، مانند سیستم محرک خطی یا میکسرها، این گیربکس استفاده بسیار خوبی دارد. گیربکس آویز مانند نوع هلیکال امتداد پروفیل موربی به نسبت امتداد شفت داشته و تنها تفاوت آن‌ها با هم ساختار چندین محوری موازی گیربکس آویز است. گیربکس‌های کرانویل پینیون، خورشیدی، دور متغیر، اکسترودر از دیگر انواع گیربکس‌ها هستند که دارای ویژگی‌های متعددی بوده و در صنایع مختلف کاربرد دارند.

عوامل مهم در انتخاب گیربکس و انواع آن

گیربکس صنعتی نقش مهمی در تبدیل نیروهای مکانیکی به قدرت دارند. در نتیجه جهت بالا بردن راندمان کاری و همچنین افزایش طول عمر مفید انواع دستگاه‌های صنعتی مناسب است. به همین جهت برای انتخاب گیربکس و انواع آن باید نکاتی را در نظر داشته باشید. این نکات شامل شرایط کاری دستگاه، روغن کاری، نحوه نصب، روانکاری و موقعیت نصب آن است. سایر نکاتی که باید به هنگام خرید یک گیربکس بدان توجه کنید عبارت است از:

• نوع ماشینی که در آن قرار است گیربکس نصب شود.
• شرایط کاری گیربکس مانند میزان رطوبت، گرد و خاک، آب و هوا و سایر عوامل محیطی
• نوع موتور محرک و همچنین مشخصات
• نحوه آرایش محور انتقال قدرت
• نوع انتقال دور میان موتور و گشتاور که می‌تواند به وسیله کوپلینگ، دور متغیر، کلاچ یا به طوور مستقیم باشد.
• میزان بار شعاعی یا محوری و موارد ایجاد آن

نکات مهم در انتخاب گیربکس و انواع آن

• برای اینکه روغن کاری را به طور درست انجام دهید اگر حالت نصب گیربکس غیر از حالت B3 است، باید وضعیت نصب را از قبل مشخص نمایید. اکثر گیربکس‌ها به صورت پیشفرض بر اساس حالت B3 طراحی و تولید می‌شوند. مشخص نکردن این وضعیت در زمان سفارش گیربکس ممکن است موجب روغن کاری نادرست و در نتیجه کاهش یافتن عمر مفید دستگاه شود.
• ممکن است بعضی گیربکس‌ها نیاز به روانکاری داشته باشند. برخلاف آن دسته از گیربکس‌هایی که به روانکاری نیاز ندارند، برخی از آن‌ها دارای وضعیتی هستند که باید به صورت دائمی روانکاری شوند. این نوع گیربکس دارای تزار، هواکش و همچنین محل تخلیه روغن هستند. توجه داشته باشید که برای استفاده از این قطعه باید به مقدار مشخصی که در جدول روغن کاری وجود دارد روغن استفاده کنید.
• انتخاب روغن برای روغن کاری گیربکس امر بسیار مهمی است که بسته به اندازه گیربکس مقدار آن متفاوت است. روغن معدنی اغلب در دمای بین صفر الی 30 درجه باید استفاده شود. اگر میزان دما تا 35 درجه افزایش یابد، باید از روغن‌هایی که ویسکوزیته بالایی دارند استفاده کنید. در درجه‌های کمتر از صفر نیز ار روغنی با ویسکوزیته پایین بهتر است استفاده شود.
• سرویس فاکتوری یکی از عواملی است که ممکن است نام آن را نسبت به سایر پارامترهای موثر در انتخاب گیربکس و انواع آن کمتر شنیده باشید. این سرویس در بعضی از گیربکس‌ها تعیین شده تا انجام سرویس‌کاری آن به صورت دوره ای صورت بگیرد.
• مرحله بعدی در انتخاب انواع گیربکس سایز آن است که باید به طور اصولی انتخاب شود تا بتواند حداکثر بار مجاز را انتقال دهد. اگر باری که در گیرکس بکار می‌گیرید بیشتر از حد مجاز آن باشد، گیربکس برای مقاومت در برابر این بار اضافی، آسیب بیشتری را تحمل می‌کند. بنابراین باید گیربکس بزرگتری را انتخاب نمایید.
• یکی از پارامترهای مهم در هنگام انتخاب کردن گیربکس، دور خروجی گیربکس است. این عامل نقش مهمی در مقدار گشتاور خروجی دارد.

جمع بندی

گیربکس‌ها انواع مختلفی دارند که از مهم ترین آن‌ها می‌توان به گیربکس خورشیدی، گیربکس حلزونی، گیربکس شافت مستقیم، گیربکس آویز و کرانویل پینیون اشاره نمود. همانند همه تجهیزات مکانیکی و صنعتی، روی گیربکس نیز ورقی از جنس فلز نصب شده که روی آن مشخصات و اطلاعات آن را می‌نویسند. برای انتخاب گیربکس و انواع آن لازم است این اطلاعات را به دقت مطالعه نمایید. این اطلاعات شامل، لوگو، شرکت سازنده، توان گیربکس، شماره سریال، تاریخ ساخت، نسبت تبدیل، نوع روانکاری، سرعت، وزن گیربکس و مقدار روانکاری است. در بعضی موارد پارامترهایی مانند وزن بدون روغن، وزن با روغن، دبی جریان روغن و اطلاعات تماس نیز ثبت می‌شود.

برای خرید انواع گیربکس صنعتی با شماره 33183-026 تماس بگیرید. مشاوران شرکت مهندسی فناوران رستاپاد به شما انواع گیربکس ها و مناسبت‌ترین قیمت ها را پیشنهاد خواهند کرد. منتظر شما در رستاپاد هستیم.