مدیریت سایت گیربکس های شفت مستقیم یا مارپیچ یکی از گیربکس های محبوب مورد استفاده در خودروها می باشند که به صورت خلاصه با نام DSG نیز شناخته می شود. گیربکس مارپیچ یکی از انواع گیربکس های استوانه ای است که دارای دندانه های زاویه دار است. گیربکس های شفت مستقیم در مقایسه با گیربکس های سوزنی (spur) دارای نسبت تماس بالاتر و ارتعاشات و نویز کمتری می باشند. گیربکس مارپیچ توان انتقال نیرو بیشتری را نسبت به گیربکس های سوزنی دارد. هر دو چرخ دنده گیربکس مارپیچ دارای زاویه مارپیچ یکسان هستند اما دارای قانون دست مخالف می باشند. با توجه به زاویه پیچش دندانه های چرخ دنده، فرآیند طراحی آن ها دشوار می باشد.
گیربکس مارپیچ با توجه به صفحه مبدا به دو دسته سطح چرخشی و سطح نرمال تقسیم می شود. اگر طراحی گیربکس ها براساس صفحه چرخشی باشد تا زمانی که تعداد دندانه ها یکسان باشد مرکز آن مشابه مرکز گیربکس های سوزنی است. این خاصیت موجب می شود تا این مدل از چرخ دنده ها را بتوان به راحتی با چرخ دنده های سوزنی جایگزین کرد.
برای گیربکس مارپیچ معمولا ابزار خاصی برای طراحی نیاز است که هزینه های طراحی و ساخت این مدل از گیربکس ها را افزایش می دهد. در نقطه مقابل اگر صفحه مبدا از نوع نرمال باشد ممکن است از ابزار چرخش چرخ دنده سوزنی و سنگ های سایشی استفاده شود. اگرچه با توجه به تغییر تعداد دندانه های دو چرخ دنده امکان تعویض و جایگزینی چرخ دنده های سوزنی با چرخ دنده های مارپیچ سخت می شود. علاوه بر این موضوع فاصله مرکز در این چرخ دنده ها عدد اعشاری نیست.
از جمله پارامتر هایی که در طراحی گیربکس مارپیچ دارای اهمیت بالایی می باشند، زاویه پیچش دندانه، گام افقی دندانه، گام عمودی دندانه و شعاع چرخ دنده است. برای طراحی یک چرخ دنده مارپیچ نیاز است که روابط ارائه شده بین مولفه های مختلف را اعمال کرده و متناسب با رابطه های موجود نسبت به طراحی چرخ دنده اقدام کنید.
گیربکس های سوزنی موجب تولید نیروی محوری نمی شوند. دلیل این موضوع، چرخشی است که در دندانه چرخ دنده وجود دارد. اما در نقطه مقابل گیربکس مارپیچ توان تولید نیروهای محوری را دارند. بنابراین با توجه به این شرایط بهتر است از بلبرینگ های کف گرد برای دمپ این نیروها استفاده کرد. البته این موضوع را هم باید در نظر گرفت که ترکیب گیربکس مارپیچ چپ دست و راست دست موجب حذف نیروهای محوری رانشی می شود.
گیربکس های صنعتی در ابعاد کوچک و بزرگ مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند و با توجه به سایزشان دارای کاربری های مختلفی هستند. گیربکس مارپیچ دارای دندانه هایی زاویه داری هستند که در راستای شفت قرار می گیرند. این ویژگی باعث می شود که میزان سطوح درگیر در هنگام چرخش افزایش پیدا کرده و به این ترتیب گیربکس بار بیشتری را حمل کند. با توجه به تقسیم بار بر روی دندانه ها این مدل از گیربکس ها امکان عملکرد آرام تر و نرم تری دارند.
طراحی و ساخت گیربکس مارپیچ دارای مزیت های مهندسی و عملکردی متعددی است که شامل قابلیت تعویض قطعات و زیر مجموعه های آن به راحتی می باشد. این مزیت موجب تولید بهینه و هزینه نگهداری پایین به همراه استاندارد سطح بالای قطعات می باشد. گیربکس مارپیچ با توجه به نحوه ساختشان به مدل های مختلفی تقسیم می شوند.
چرخ دنده مارپیچ یک ردیفه
گیربکس مارپیچ یک ردیفه دارای یک زاویه دندانه مشخص می باشند. این مدل از گیربکس ها دارای یک ردیف دندانه می باشند که در جهت دست مخالف در حال چرخش هستند. با توجه به خصوصیات این مدل گیربکس ها دارای توانایی تحمل بار بالایی می باشند.
چرخ دنده مارپیچ دو ردیفه
در این مدل از گیربکس ها دو ردیف دندانه زاویه دار با فاصله مشخص از یکدیگر بر روی شفت قرار گرفته اند. این دو صفحه دارای دندانه های مشابه هستند که جهت زاویه نصب آن ها مخالف یکدیگر است. استفاده از چرخ دنده های مارپیچ دو ردیفه موجب حذف بارهای رانشی شده و سطح مقطع بین دندانه ها را افزایش داده و موجب عملکرد نرم تر و روان تر می شود.
چرخ دنده های مارپیچ هرینگیبون
چرخ دنده های هرینگیبون از لحاظ ساختاری مشابه چرخ دنده های مارپیچ دو ردیفه هستند با این تفاوت که در بین دو ردیف دندانه های آن فاصله و گپی وجود ندارد. چرخ دنده های هرینگیبون معمولا در سایز کوچک ساخته می شوند و برای ارتعاشات سنگین مناسب می باشند. با توجه به سختی طراحی و ساخت این مدل از چرخ دنده ها، هزینه های طراحی و ساخت در آن ها بالا است.
چرایی استفاده از گیربکس مارپیچ
در قسمت زیر دلایلی مبنی بر استفاده از گیربکس مارپیچ اشاره شده است:
• دندانه های زاویه دار چرخ دنده های مارپیچ با سرعت کمتری نسبت به چرخ دنده های سوزنی که موجب عملکرد نرم تر گیربکس می شود، حرکت می کنند.
• چرخ دنده های مارپیچ همانند گیربکس مارپیچ دارای عمر طولانی و تحمل بار بالایی هستند.
• این مدل از چرخ دنده های دارای ظرفیت انتقال نیرو و توان به صورت موازی یا با زاویه به شفت هستند.
گیربکس مارپیچ دارای بازدهی 98٪ می باشند که بعد از گیربکس های سیاره ای بالاترین مقدار بازدهی در صنعت را دارند.
گیربکس مارپیچ در صنایع مختلفی از جمله:
• صنایع کودسازی و پرینت
• صنایع فولاد، نیروگاهی، آسیابی و لوازم بندرها
• صنایع نساجی، پلاستیکی، غذایی، دمنده ها، بالابرها، نوار نقاله ها، کمپرسور و صنایع نفت و گاز
در کنار کاربری هایی که در قسمت های بالا به آن اشاره شد این مدل از گیربکس ها در میکسرها، جرثقیل ها، خنک کننده ها و سنگ شکن ها نیز کاربرد دارند.
نکات مهم در انتخاب گیربکس مارپیچ
در هنگام انتخاب گیربکس مدنظر به ظرفیت توان ورودی و خروجی آن توجه کنید. هر کدام از گیربکس های موجود در بازار دارای توان تعیین شده ای می باشند. گشتاور نیز یکی دیگر از مشخصه های کاربردی در گیربکس ها است که براساس نیاز مشتری می تواند متغیر باشد.
از جمله مشخصه دیگری که در گیربکس ها تعیین کننده می باشد, میزان سرعت چرخش آن می باشد. همانطور که می دانید گیربکس ها برای تغییر سرعت چرخش چرخ دنده ها و انتقال سرعت مناسب به نقطه نهایی طراحی شده اند. راندمان از دیگر مشخصه های مهم گیربکس ها است که بالا بودن آن نشانه کیفیت بالای ساخت و کاهش تلفات می باشد. راندمان بالا موجب افزایش طول عمر گیربکس می شود.
در نهایت باید به این موضوع اشاره کرد که گیربکس ها دارای تنوع زیادی می باشند و با توجه به نوع کاربری, باید گیربکس مناسب را انتخاب کرد. کیفیت گیربکس ها می تواند تاثیر بسزایی در انتقال نیرو و توان را در وسیله نقلیه داشته باشد پس تلاش کنید گیربکس هایی را تهیه کنید که دارای درجه کیفی بالایی باشند.