گیربکس کاهش چیست؟ چگونه کار می کند و چرا ضروری است

در دنیای ماشین آلات و حرکت ، قدرت خام اغلب کافی نیست. یک موتور یا موتور الکتریکی ممکن است بسیار سریع بچرخد ، اما اگر به نیروی عظیم نیاز دارید تا یک بار سنگین یا حرکت دقیق و آهسته برای یک کار خاص تبدیل شود؟ اینجاست که قهرمان مکانیک غیرقانونی بازی می شود: جعبه دنده کاهش بشر این وسیله اساسی در همه چیز از اتومبیل که به آسانسور می روید و کمربندهای نقاله در کارخانه ها بسیار مهم است. درک چگونگی کار و مزایای آن برای هر کسی که در مهندسی ، تولید یا به سادگی کنجکاو در مورد مکانیک زندگی روزمره مهم باشد ، مهم است.

اصل اصلی: سرعت معاملات گشتاور

در قلب خود ، یک کاهش دهنده سرعت (نام مشترک دیگری برای گیربکس کاهش) بر اساس یک اصل ساده اما قدرتمند از مزیت مکانیکی عمل می کند. عملکرد اصلی آن این است که سرعت ورودی را کاهش دهید از یک موتور (اندازه گیری شده در دور در دقیقه یا انقلاب در دقیقه) در حالی که همزمان افزایش گشتاور خروجی (نیروی چرخشی).

مانند چرخ دنده های دوچرخه به آن فکر کنید. هنگامی که برای پدال زدن به یک تپه شیب دار به یک دنده کم تغییر می کنید ، با چرخاندن پدالها خیلی سریعتر چرخ ها را آسان تر می کنید. سیستم دنده دوچرخه یک شکل ساده از کاهش سرعت است - پاهای خود به سرعت با نیروی کمتری حرکت می کنند و چرخ عقب به آرامی حرکت می کند اما با گشتاور کافی برای صعود از شیب. گیربکس کاهش دقیقاً همان کار را برای ماشین آلات انجام می دهد.

این تجارت با یک مقدار کلیدی شناخته شده به عنوان تعریف می شود نسبت دنده بشر اگر یک گیربکس نسبت 10: 1 داشته باشد ، به این معنی است که شافت ورودی باید ده بار بچرخد تا شافت خروجی یک بار بچرخد. این چرخش خروجی منفرد تقریباً ده برابر گشتاور ورودی (منهای درصد کمی از دست رفته در اصطکاک) خواهد داشت و آن را بسیار قدرتمندتر می کند.

گیربکس کاهش چگونه به این هدف می رسد؟

جادو از طریق چیدمان چرخ دنده ها در اندازه های مختلف اتفاق می افتد. متداول ترین پیکربندی ها عبارتند از:

• گیربکس های سیاره ای (دنده اپیکلیک): این موارد برای ساختار خورشید و سیاره مانند خود نامگذاری شده اند ، اینها به دلیل راندمان بالا ، اندازه جمع و جور و توانایی رسیدگی به بارهای گشتاور بالا شناخته شده اند. آنها در انتقال خودرو ، روبات های صنعتی متداول هستند و در هر کجا فضای محدود است اما تقاضای برق زیاد است.
• کاهش دهنده دنده کرم: اینها از پیچ نخ (کرم) برای مش با دنده (چرخ کرم) استفاده می کنند. این تنظیم نسبت های کاهش بسیار بالایی را در یک مرحله و یک مزیت مشخص ارائه می دهد: کرم به راحتی می تواند دنده را چرخانده ، اما دنده نمی تواند کرم را تبدیل کند. این یک داخلی را فراهم می کند مکانیزم قفل یا ویژگی خود قفل کردن ، که برای برنامه هایی مانند کمربند نقاله یا بالابرها مناسب است که نگه داشتن بار در آن برای ایمنی بسیار مهم است.
• کاهش دهنده دنده های مارپیچ: اینها از چرخ دنده هایی با دندانهای زاویه دار استفاده می کنند که راحت تر از چرخ دنده های مستقیم برش (Spur) درگیر می شوند. این منجر به عملکرد ساکت تر ، راندمان بالاتر و امکان انتقال بارهای بیشتر می شود و آنها را به یک انتخاب محبوب برای کاربردهای صنعتی سنگین تبدیل می کند.
• کاهش دهنده دنده های Bevel: اینها برای تغییر جهت انتقال نیرو ، به طور معمول با 90 درجه طراحی شده اند ، در عین حال سرعت و افزایش گشتاور را نیز کاهش می دهد. آنها در مته های دست ، پیشرانهای دریایی و دیفرانسیل وسایل نقلیه یافت می شوند.

هر نوع از نظر مزایای خاص خود را دارد کارایی با سطح سر و صدا با اندازه فیزیکی وت هزینه ، ساختن فرایند انتخاب برای عملکرد بهینه بسیار مهم است.

مزایای کلیدی و اینکه چرا آنها قابل مذاکره هستند

1. ضرب گشتاور: این دلیل اصلی استفاده از آنها است. یک موتور کوچک ، سریع و نسبتاً ارزان قیمت را می توان با گیربکس جفت کرد تا نیروی عظیم مورد نیاز برای جابجایی تجهیزات صنعتی ، ماشین آلات ساختمانی یا وسایل کشاورزی را تولید کند.
2. کنترل سرعت: بسیاری از فرایندها به حرکت آهسته ، کنترل شده و دقیق نیاز دارند. جعبه دنده کاهش این سرعت کنترل شده را ذاتاً و قابل اعتماد فراهم می کند ، بدون نیاز به کنترل کننده های پیچیده موتور الکترونیکی که می توانند قوی تر و گران تر باشند.
3. تطبیق اینرسی بار: از دیدگاه موتور ، حرکت و توقف بزرگ و سنگین بسیار دشوار است (بی تحرکی بالایی دارد). گیربکس "بی تحرکی منعکس شده" بار را به موتور کاهش می دهد و باعث می شود موتور بتواند بار را به راحتی کنترل کند و از آسیب های ناگهانی یا توقف جلوگیری کند.
4. بهینه سازی اندازه فیزیکی: موتورهای پر سرعت و پر سرعت معمولاً بزرگ ، سنگین و گران هستند. سیستمی که یک موتور پر سرعت و پر سرعت با گیربکس کاهش می یابد ، اغلب یک راه حل بسیار کارآمد و مقرون به صرفه تر است.

برنامه های کاربردی و کاربردهای متداول

شما با گیربکس کاهش می یابید. آنها مؤلفه های یکپارچه در:

• ماشین آلات صنعتی: سیستم های نوار نقاله ، دستگاه های مخلوط کردن ، سنگ شکن ها و اکسترودرها همه به گیربکس ها متکی هستند تا نیروی آهسته و قدرتمند مورد نیاز برای پردازش مواد را فراهم کنند.
• صنعت خودرو: در وسایل نقلیه برقی و اتومبیل های سنتی ، از کاهش دهنده دنده در انتقال و دیفرانسیل برای انتقال نیرو از موتور به چرخ ها با سرعت و گشتاور استفاده می شود.
• رباتیک و اتوماسیون: اسلحه های روباتیک به حرکت دقیق ، قدرتمند و جمع و جور نیاز دارند و جعبه دنده های درایو سیاره ای و هارمونیک را برای عملکرد آنها ضروری می کند.
• لوازم مصرف کننده: همزن در ماشین لباسشویی شما و مکانیسم آسانسور موجود در یک میکسر ایستاده از یک سیستم کاهش دنده برای انجام کارهای خود به طور مؤثر استفاده می کند.
• انرژی تجدید پذیر: گیربکس عظیم در یک توربین بادی ناسل چرخش آهسته تیغه ها را به چرخش پر سرعت مورد نیاز ژنراتور برای تولید کارآمد برق تبدیل می کند.

انتخاب سیستم کاهش دنده مناسب

انتخاب گیربکس فقط مربوط به انتخاب نسبت نیست. مناسب راهنمای انتخاب گیربکس به شما توصیه می کند که در نظر بگیرید:

• گشتاور و سرعت خروجی مورد نیاز: بار چیست و چقدر سریع نیاز به حرکت دارد؟
• چرخه وظیفه: آیا به طور مداوم یا متناوب اجرا می شود؟ بارهای شوک می تواند به طور قابل توجهی بر طراحی تأثیر بگذارد.
• جهت گیری نصب و محدودیت های فضایی: چگونه و از کجا نصب می شود؟
• شرایط محیطی: آیا نیاز به مهر و موم در برابر گرد و غبار یا رطوبت (به عنوان مثال ، وظیفه شستشو در پردازش مواد غذایی) دارد؟
• الزامات واکنش شدید: چقدر بازی رایگان مکانیکی بین چرخ دنده ها قابل قبول است؟ اتوماسیون دقیق اغلب واکنش نشان می دهد.

تعمیر و نگهداری مناسب گیربکس ، از جمله استفاده از روان کننده صحیح و نظارت بر سایش ، برای عمر طولانی مدت و جلوگیری از خرابی غیر منتظره نیز بسیار مهم است.

در نتیجه ، گیربکس کاهش یک شاهکار مهندسی مکانیک اساسی است. این یک مشکل جهانی در انتقال نیرو را با ارائه یک روش قوی ، کارآمد و قابل اعتماد برای به دست آوردن ترکیب مناسب از سرعت و نیرو برای تقریباً هر کار حل می کند. مهندسین و تکنسین ها با درک عملکرد و مزایای آن می توانند تصمیمات آگاهانه ای بگیرند که چرخ های صنعت و زندگی روزمره را حفظ کند.