مدیریت سایت گیربکس های حلزونی یکی از مدل های مختلف گیربکس های پیچشی هستند که از یک ماردون و یک چرخ دنده درگیر تشکیل شده است. کشور چین امروزه یکی از تولید کنندگان بسیار بزرگ قطعات صنعتی به خصوص گیربکس ها می باشد. ساختار چرخ دنده گیربکس های حلزونی مانند چرخ دنده های سوزنی (spur) می باشد. همچنین اجزای داخلی گیربکس حلزونی با نام چرخ پیچشی و چرخ مارپیچ نام دارند. چرخ دنده مارپیچ برای اولین بار توسط ارشمیدس کشف شده و مورد استفاده قرار گرفته است. در گذر زمان این مدل از چرخ دنده ها در شبه قاره هند مورد استفاده قرار گرفت. از چرخ های مارپیچ برای درپوش بشکه های مشروب استفاده می شد.
همانند بسیاری دیگر از گیربکس های موجود در بازار، گیربکس حلزونی مسئول تغییر سرعت و گشتاور متناسب با نیاز کاربر می باشند. گیربکس حلزونی یکی از 6 مدل ماشین ساده می باشد که دارای مزیت های زیادی می باشد. یکی از مهمترین مزیت های گیربکس حلزونی امکان انتقال نیرو و توان این گیربکس ها با زاویه 90 درجه است. ماردون درون گیربکس حلزونی به عنوان عامل محرک شناخته می شود و می تواند به یک یا چند منبع تغذیه متصل شود. نحوه کار گیربکس حلزونی به این صورت است که به ازای هر چرخش 360 درجه ماردون، چرخ دنده درگیر یک دندانه می چرخد. برای ماردون های که دارای چند منبع تغذیه می باشند، میزان ضریب تبدیل کاهشی گیربکس متناسب است با تعداد دندانه های روی چرخ دنده. هر دو حرکت غلتش (rolling) و لغزش (sliding) موجب درگیری چرخ دنده و ماردون شده و در نهایت باعث انتقال نیرو به سمت شفت خروجی می شود. حرکت لغزشی بیشتر در زمان ضرایب تبدیل کاهشی بالا نمود پیدا می کند. بیشتر حرارت تولید شده توسط گیربکس به دلیل اصطکاک به وجود آمده در حرکت لغزشی ماردون و چرخ دنده می باشد. این اصطکاک میزان بازدهی گیربکس را بین %30 تا 50% محدود می کند. معمولا در طراحی چرخ دنده های حلزونی، جنس ماردون و چرخ دنده را از دو فلز مختلف انتخاب می کنند تا میزان اصطکاک کاهش پیدا کرده و میزان بازدهی افزایش یابد.
اجزای گیربکس حلزونی
گیربکس حلزونی چینی دارای دو جز مهم می باشد، که این اجزا نسبت به گیربکس های معمولی بسیار کوچکتر می باشند. چرخ دنده و ماردون گیربکس حلزونی با زاویه 90 درجه از یکدیگر قرار دارند و براساس جهت حرکت محور های مورد نظر، گشتاور ایجاد می کنند. همانطور که در قسمت های قبل اشاره شد، گیربکس های حلزونی دارای یک استارت، متناسب با هر چرخش 360 درجه ای ماردون، یک دندانه بر روی چرخ دنده پیشروی می کنند. با توجه به این موضوع ضریب تبدیل این گیربکس ها به شکل تعداد دندانه های چرخ دنده:1 می باشد.
به عنوان مثال گیربکسی که دارای یک چرخ دنده 20 دندانه ای باشد، دارای میزان ضریب تبدیل 1:20 می باشد. برای چرخ دنده های سوزنی (spur) یک ماردون که دارای 12 دندانه می باشد باید بر روی یک چرخ دنده 240 دندانه ای قرار بگیرد تا ضریب تبدیل مشابه را ایجاد کند. در صورتی که قطر پیچ چرخ دنده ها یکسان باشد، با توجه به 240 دندانه چرخ دنده و 20 دندانه ماردون می توان سایز بسیار کوچکتری را برای گیربکس در نظر گرفت.
مدل های گیربکس حلزونی
برای گیربکس های حلزونی می توان از سه مدل چرخ دنده استفاده کرد. چرخ دنده های بدون گلوگاه یا شیار، اولین مدل چرخ دنده ها می باشند. دومین مدل از چرخ دنده ها، چرخ دنده های دارای یک گلوگاه یا شیار می باشد. سومین حالت از چرخ دنده ها، چرخ دنده های دارای دو گلوگاه یا شیار می باشند. این مدل از چرخ دنده ها می توانند بیشترین مقدار بار و ضریب تبدیل را ارائه دهند. گیربکس های حلزونی ساعت شنی که دارای یک یا چند دندانه می باشند دارای ساختار خاصی می باشند. سایز این گیربکس ها از مرکز به سمت دو طرف انتهایی افزایش می یابد.
جهت چرخش گیربکس
یکی از معایب این مدل از گیربکس ها، عدم امکان تعویض جهت چرخش گیربکس می باشد. گیربکس های حلزونی دارای ضریب تبدیل بالا قابلیت تعویض جهت چرخش را به هیچ عنوان ندارند. این موضوع به خاطر افزایش شدید اصطکاک بین چرخ دنده و ماردون می باشد که در حالت یک استارت (یک منبع تغذیه) رایج است. این موضوع می تواند به عنوان یک مزیت شناخته شود زیرا در این حالت امکان تاثیر محور خروجی بر روی محور ورودی بسیار کاهش می یابد. اگر از ماردون های چندگانه استفاده شود، این موضوع می تواند ضریب تبدیل را کاهش داده و اثر ترمز را افزایش دهد. در حالتی که چرخ دنده توان چرخاندن ماردون را نداشته باشد، حالت خود قفل شوندگی به وجود می آید. خود قفل شوندگی ماردون و چرخ دنده ارتباط مستقیم با زاویه جلویی، زاویه فشاری و ضریب اصطکاک دارد.
کاربرد های گیربکس های حلزونی چینی
گیربکس های حلزونی دارای کاربری گسترده ای در خودروها می باشند. چرخش چرخ دنده های مارپیچ موجب باز چرخش توپ های بلبرینگ ها شده و این موضوع موجب کاهش نیروهای اصطکاکی می شود که باعث فرماندهی بهتر چرخ ها می شود. این موضوع موجب کنترل بهتر خودرو و کاهش استهلاک می شود که دقت فرماندهی را افزایش می دهد.
گیربکس های حلزونی کوچک در واقع برای کاهش سرعت چرخشی و افزایش گشتاور استفاده می شوند. الکتروموتور های کوچک برای سرعت بالا و گشتاور پایین مناسب می باشند. با افزودن تعداد ماردون ها می توان تنوع کاربری های گیربکس را نیز افزایش داد.
گیربکس های حلزونی در دستگاه پرس، انتقال مواد، نورد فلزات، تجهیزات معدنی، اره های برقی و تجهیزات هدایت کننده مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این در آسیاب ها و میزهای چرخشی از یک گیربکس بسیار دقیق حلزونی استفاده می شود که می تواند میزان کمی عکس العمل را انتقال دهد. گیربکس های حلزونی در بسیاری از بالابر ها و آسانسورها استفاده می شود. با توجه به سایز کوچک و بازگشت ناپذیری این مدل از گیربکس ها استفاده از آن ها در بالابرها بسیار بصرفه می باشد.
در صنعت حمل و نقل نیز گیربکس های حلزونی کاربرد فراوانی دارند. در کشتی های بادبانی از این تجهیز برای کنترل جهت حرکت کشتی استفاده می شود. در گذشته برای تغییر بادبان های کشتی از نیرو انسانی استفاده می شد که با توجه به بزرگ بودن بادبان ها تغییر جهت آن ها بسیار سخت می باشد. با استفاده از گیربکس های حلزونی تغییر جهت بادبان ها بسیار ساده است. دیفرانسیل اکثر خودروها به وسیله گیربکس های حلزونی کنترل می شود. همچنین برای کوک کردن بسیاری از سازهای موسیقی از جمله گیتار از گیربکس های حلزونی استفاده می شود.
یکی از تعاریف مهم در گیربکس های حلزونی راستگرد یا چپ گرد بودن آن ها است. در صورتی که در راستای دندانه های چرخ دنده یا ماردون باشید، میزان تمایل دندانه ها به سمت چپ یا راست نشان دهنده راستگرد یا چپگرد بودن آن ها است. دقت شود که ماردون و چرخ دنده باید هر دو از یک راستا پیروی کنند.