گیربکس کاهنده که به آن گیربکس کاهنده سرعت یا گیربکس دور کم کن نیز می‌گویند، نوعی سیستم مکانیکی متشکل از تعدادی چرخ‌دنده است که برای کاهش سرعت چرخش ورودی و افزایش گشتاور خروجی از یک منبع انرژی مکانیکی استفاده می‌شود. نحوه چینش و تعداد چرخ‌دنده‌های موجود در این گیربکس‌ها به نیازهای یک کاربرد از قبیل سرعت موردنیاز، گشتاور و … بستگی دارد. ساختار پایه گیربکس‌های کاهنده از یک جفت‌چرخ دنده تشکیل شده است؛ نیروی ورودی از موتور یا هر منبع مکانیکی دیگر، به چرخ‌دنده اول (محرک) اعمال می‌شود و منجر به چرخش این چرخ‌دنده و در نهایت چرخ‌دنده دوم یا خروجی می‌شود.
در ساختار گیربکس صنعتی کاهنده، چرخ‌دنده محرک باید کوچک‌تر از چرخ‌دنده خروجی و یا تعداد دندانه‌های آن کمتر از چرخ‌دنده دوم باشد. فرایند کاهش سرعت در این نوع گیربکس با نسبت از پیش تعیین شده‌ای انجام می‌شود که به آن نسبت تبدیل گیربکس می‌گویند. باتوجه‌به تعداد دندانه‌های چرخ‌دنده‌ها و تعداد دنده‌های بکار رفته در گیربکس، بازه نسبت تبدیل آن تغییر می‌کند.
فرایند کاهش سرعت در گیربکس کاهنده
نسبت تبدیل (Gear Ratio)
گیربکس‌های کاهنده از تعدادی چرخ‌دنده با اندازه و تعداد دندانه‌های مختلف تشکیل شده‌اند. چرخ‌دنده‌ها در این گیربکس به دو دسته چرخ‌دنده محرک و چرخ‌دنده تابع تقسیم می‌شوند؛ سرعت و نیروی مکانیکی ابتدا به چرخ‌دنده محرک و سپس توسط آن به چرخ‌دنده تابع منتقل می‌شود. دندانه‌های این دو چرخ‌دنده می‌توانند مستقیماً یا با تعدادی چرخ‌دنده واسطه با یکدیگر درگیر باشند.
سرعت و گشتاور چرخ‌دنده محرک باتوجه‌به نسبت تبدیل، در چرخ‌دنده تابع تغییر می‌کند. به‌عبارت‌دیگر، هرچه نسبت تبدیل یا نسبت دنده بیشتر باشد، سرعت خروجی کمتر و گشتاور بیشتر می‌شود.
گشتاور در گیربکس کاهنده
گشتاور نوعی نیروی چرخشی است. گشتاور موتور (یا هر منبع قدرت دیگر) توسط گیربکس کاهنده دریافت و پس از تغییر به خروجی گیربکس منتقل می‌شود؛ درحالی‌که مقدار توان ورودی و خروجی گیربکس یکسان است.
چرخ‌دنده محرک
چرخ‌دنده‌ای که نیروی ورودی به آن اعمال می‌شود و باعث چرخش دنده تابع می‌شود را دنده محرک می‌نامیم. تصویر زیر نشان‌دهنده یکی از ساده‌ترین حالت‌های گیربکس کاهنده است که به آن گیربکس حلزونی می‌گویند. در این گیربکس، شفت ماردون، چرخ‌دنده محرک بوده و نیروی موتور به آن اعمال می‌شود. چرخ‌دنده حلزونی نیز نقش چرخ‌دنده تابع را ایفا می‌نماید که شفت خروجی گیربکس به آن متصل است.
چرخ‌دنده تابع
در گیربکس‌های کاهنده، بدون توجه به نوع چرخ‌دنده‌ها، چینش یا تعداد دندانه‌های آن‌ها، اندازه چرخ‌دنده تابع بزرگ‌تر از چرخ‌دنده محرک است. همان‌طور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید، گیربکس‌های کاهنده می‌توانند بیش از یک چرخ‌دنده محرک و تابع داشته باشند که به آن گیربکس چند استیج (طبقه یا مرحله) می‌گویند. در این تصویر دو چرخ‌دنده محرک روی محورهای A و B و دو چرخ‌دنده تابع روی محورهای B و C قرار دارند.
سرعت دنده محرک اول (A) با نسبت مشخصی توسط دنده تابع اول (B) کاهش می‌یابد؛ نسبت تبدیل دو چرخ‌دنده‌ای که روی محور B قرار دارند برابر با ۱ است، اما دنده محرک دوم با نسبت مشخصی نیرو را به دنده تابع دوم (C) منتقل می‌کند.
انواع گیربکس کاهنده
گیربکس‌های کاهنده باتوجه‌به نوع چرخ‌دنده‌ها، موقعیت‌محورها و نحوه چیدمان چرخ‌دنده‌ها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. هر نوع گیربکس کاهنده کاربرد و عملکرد متفاوتی را برای مطابقت با نیازهای یک کاربرد خاص ارائه می‌دهد.
گیربکس کاهنده حلزونی
گیربکس حلزونی از یک شفت مارپیچ به نام ماردون به‌عنوان ورودی گیربکس و یک چرخ‌دنده حلزونی به‌عنوان خروجی استفاده می‌کند. محورهای این نوع گیربکس با زاویه 90 درجه نسبت به هم قرار گرفته و به دلیل طراحی کم حجمی که دارند، برای کاربردهایی که نیاز به‌صرفه جویی در فضا دارند، گزینه‌ای ایدئال به شمار می‌روند.
گیربکس کاهنده خورشیدی
گیربکس خورشیدی از چهار جزء تشکیل شده است: چرخ‌دنده خورشیدی، چرخ‌دنده سیاره‌ای، چرخ‌دنده رینگی و حامل. نیروی ورودی، چرخ‌دنده خورشیدی را در مرکز به چرخش درآورده و پس از آن، چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای که به بازوهای حامل متصل شده‌اند درون دنده رینگی شروع به چرخش می‌کنند. چرخش دنده‌های سیاره‌ای منجر به چرخش حامل و شفت خروجی متصل به آن می‌شود.
گیربکس کاهنده هلیکال
گیربکس هلیکال از دنده‌هایی با همین نام استفاده می‌کند. دندانه‌های هلیکال با زاویه خاصی نسبت به مرکز چرخ‌دنده برش خورده‌اند؛ بنابراین درگیری دو دندانه هلیکال به‌صورت تدریجی است و سطح تماس بیشتری را فراهم می‌کند.
گیربکس کاهنده مخروطی
گیربکس کاهنده مخروطی که با نام گیربکس بول هلیکال نیز شناخته می‌شود، جهت انتقال نیرو را 90 درجه تغییر می‌دهد. این گیربکس‌ها راندمان بسیار بالایی داشته و با طیف وسیعی از موتورهای الکتریکی و سایر محرک‌های مکانیکی کار می‌کنند.
گیربکس کاهنده چند محور
گیربکس‌های کاهنده چند محور مانند گیربکس‌های هلیکال سه و چهار محور و گیربکس آویز، محورهایی موازی هم دارند.
گیربکس کاهنده سیکلوئیدی
گیربکس سایکلو یا سیکلوئیدی ساختار منحصربه‌فردی دارد. این گیربکس‌ها به‌جای چرخ‌دنده، مجموعه‌ای از بلبرینگ، دیسک سیکلوئیدی و پین داشته و شوک‌پذیری بسیار بالاتری نسبت به سایر گیربکس‌های صنعتی دارند. یکی از مهم‌ترین مزایای این گیربکس دور کم کن، لقی (Backlash) نزدیک به صفر آن‌ها است؛ علاوه بر این، گیربکس‌های سایکلو راندمان بالا و استهلاک کمتری نسبت به سایر گیربکس‌های صنعتی دارند.
انتخاب گیربکس کاهنده
پیش از انتخاب و خرید گیربکس کاهنده باید عوامل مختلفی را ارزیابی کنید. هدف اصلی گیربکس‌های کاهنده، تطبیق سرعت و گشتاور ورودی با نیازهای کاربرد است. به همین علت درک گشتاور و نسبت تبدیل در این گیربکس‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در همین راستا مطالعه مقاله محاسبه نسبت تبدیل و گشتاور گیربکس را به شما عزیزان پیشنهاد می‌کنیم. از جمله مهم‌ترین عواملی که در انتخاب یک گیربکس کاهنده نقش دارند، عبارت‌اند از:
- گشتاور ورودی موتور
- سرعت موتور
- نسبت تبدیل گیربکس
- گشتاور خروجی گیربکس
- نوع گیربکس کاهنده
- ابعاد و وزن گیربکس کاهنده
- راندمان
- و …
جمع‌بندی
گیربکس‌های کاهنده سرعت یا دور کم کن، نوعی سیستم مکانیکی متشکل از تعدادی چرخ‌دنده هستند که به‌منظور کاهش سرعت منبع ورودی به کار می‌روند. اکثر گیربکس‌های صنعتی موجود در بازار از نوع گیربکس‌های کاهنده هستند؛ بااین‌وجود، گیربکس‌های افزاینده نیز برای کاربردهای مختلفی مورداستفاده قرار می‌گیرند.
در این مقاله در مورد عملکرد و ساختار گیربکس‌های کاهنده و انواع آن‌ها بحث کردیم؛ همچنین مهم‌ترین عواملی که برای انتخاب این گیربکس‌ها باید در نظر بگیرید، مطرح شد. برای اطمینان از عملکرد مناسب و افزایش عمر مفید این دستگاه‌ها باید تعمیر و نگهداری دوره ای گیربکس به‌درستی انجام شود.
وب‌سایت کالا صنعتی علاوه بر ارائه انواع گیربکس صنعتی کاهنده و افزاینده، امکان بهره‌مندی از مشاوره تخصصی در این زمینه را نیز برای شما فراهم نموده است. برای دریافت مشاوره فنی و بازرگانی رایگان این مجموعه از طریق شماره‌تلفن ۰۲۱۹۱۳۰۴۳۰۰ با کارشناسان ما در ارتباط باشید.