دنده شانه ای

چرخ دنده شانه‌ای؛ تجهیزات اساسی انتقال نیرو

چرخ دنده‌ها از مهم‌ترین تجهیزات جانبی در سیستم‌های انتقال نیرو و حرکت هستند. به کمک این تجهیزات می‌توانیم نیروی گشتاور موتور را انتقال دهیم؛ مقدار گشتاور یا سرعت دورانی را کم یا زیاد کنیم و نیز می‌توانیم جهت حرکت را تغییر دهیم.

در صنعت برای انتقال نیرو با دقت بالا سه انتخاب داریم:

• بال اسکرو
• تسمه و پولی تایمینگ
• رک و پینیون

که هریک در جای خاص خود به کار می روند و بر هم برتری هایی هم دارند. ما در این مقاله به مورد آخر، رک و پینیون یا دنده شانه ای می پردازیم.

ساختار رک و پینیون

از دنده‌ها و چرخ دنده‌های شانه‌ای برای تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی و یا تبدیل حرکت خطی به دورانی استفاده می‌شود. چرخ دنده‌های شانه‌ای دارای دو بخش اصلی هستند. بخش اول یک میله دندانه‌دار است که به آن رک یا شانه می‌گویند. بخش دوم یک چرخ دنده ساده است که پینیون نام دارد.

پینیون میتواند بدون نافی و یا نافی دار برای نصب راحت تر بر شفت موتور تولید شده باشد.

چرخ دنده‌ها اجزای پرشماری ندارند؛ اما به علت کارایی آن‌ها در طراحی آن‌ها دقت، تخصص و تجربه بالایی نیاز است. بخش داخلی چرخ ‌دنده، توپی نام دارد و به محور محرک متصل می‌شود. بخش بیرونی توپی، جان چرخ‌ دنده است و قسمت بیرونی چرخ دنده، محیط چرخ ‌دنده یا ریم (Rim) نام دارد که دندانه‌ها روی آن قرار می‌گیرند.

اصطلاحات مهم برای شناخت

برای شناخت چرخ دنده‌ها اصطلاحاتی وجود دارد که می‌تواند راهنمای فعالان صنعت و نیز خریداران باشد. این اصطلاحات همچنین در زمان انجام محاسبات مربوط به طراحی و تولید ماشین‌آلات کاربرد دارند. با برخی از این اصطلاحات آشنا می‌شویم:

• دایره گام: یک دایره‌ فرضی است که محاسبات چرخ دنده بر اساس آن انجام می‌شود. دایره گام در دو چرخ ‌دنده درگیر، مماس بر یکدیگر است
• گام محیطی: طول یک کمان از دایره فرضی گام است که بین دو نقطه متناظر از دو دندانه مجاور قرار دارد
• ارتفاع سر دنده: فاصله بین بالای دندانه تا سطح دایره گام است
• ارتفاع ته‌دنده: فاصله بین پایین دندانه تا سطح دایره گام است
• لقی محیطی: مقداری که فضای خالی بین دو دندانه در زمان درگیر شدن یا دنده است
• مدول: نسبت قطر دایره گام به تعداد دندانه ها می باشد

انواع چرخ دنده شانه ای

چرخ دنده شانه ای ساده

چرخ دنده شانه ساده از موارد پر کاربرد انتقال قدرت در ماشین آلات صنعتی می باشد اما مشکلی که در استفاده با آن رو برو هستیم این است که دقت بالایی ندارد. در تصویر زیر آن ها را مشاهده می کنید:

چرخ دنده شانه ای مورب

چرخ دنده های مورب معمولا قیمتی بسیار بیشتر از مدل های ساده آن دارند که این اختلاف شدید قیمت بی دلیل هم نیست. معمولا آن ها را از آلیاژ های سخت و با ظرافت بیشتر میسازند تا به همراه دو مزیت قبل قطعه ای بسیار کارامد در انتقال گشتاور زیاد با دقت های کمتر از 0.1 میلی متر مخصوصا در دستگاه های CNC شود.

در دستگاه های CNC برای انتقال قدرت استپ موتور و یا سروو موتور ناچار به استفاده از یا بال اسکرو و یا رک و پینیون مورب می باشیم و باید قیمت بالای آن هارا هم به جان بخریم.

کاربرد، مزایا و معایب دنده شانه

چرخ دنده‌های‌ شانه‌ای در صنایع گوناگونی کاربرد دارد. یکی از این صنایع، صنعت خودرو است. برای مثال وقتی فرمان یک خودرو را می‌چرخانیم، یک چرخ شانه ای این حرکت دورانی را به حرکت خطی تبدیل می‌کند تا بتواند روی وضعیت قرار گرفتن چرخ و لاستیک اثر بگذارد. در برخی از انواع ترازوها نیز از این چرخ دنده استفاده می‌شود.

از مزایای استفاده از این نوع چرخ دنده‌ها می‌توان به: توان تحمل بار و فشار زیاد و محدود نبودن حرکت طولی اشاره کرد. یکی از معایب این چرخ دنده‌ها نیز وجود لقی است که بیشتر می‌توان آن را یک ویژگی به‌شمار آورد.

تفاوت چرخ دنده شانه ای فلزی و پلاستیکی

تفاوت چرخ دنده شانه ای پلاستیکی با انواع فلزی آن در متریال به‌کار رفته در آن، کاربردها و نوع تکنولوژی ساخت است. چرخ دنده پلاستیکی با ماشین‌آلات تزریق پلاستیک تولید می‌شود؛ در حالی که انواع چرخ دنده فلزی با روش‌هایی مانند: شکل‌دهی و ماشین‌کاری تولید می‌شوند.

نکات خرید دنده شانه ای

مهم‌ترین نکته در هنگام خرید دندانه شانه ای نوع نیاز در صنعت و ماشین‌آلات و نوع کاربرد آن است. این کاربرد می‌تواند بهترین راهنمای خرید باشد. اما اگر برای طراحی و تولید ماشین‌آلات به آن نیاز دارید باید با اصطلاحات و فرمول‌های محاسباتی دنده شانه ای و چرخ دنده آشنایی داشته باشید. قیمت خرید دنده شانه ای نیز بستگی به نوع، متریال و سایز آن دارد. برای خرید دنده و چرخ دنده می‌توانید در سایت ماناموتور محصول مورد نیاز خود را از بین انواع آن انتخاب و خریداری کنید. ماناموتور بستری امن را برای خرید اینترنتی این تجهیزات برای شما فراهم کرده است.