انواع دنده شانه ای | قطعاتی کارآمد با کاربردهای صنعتی گسترده

دسترسی سریع به مطالب:

• انواع دنده شانه ای را می توان به سادگی در تجهیزات و ماشین آلات نصب کرد
• سیستم انتقال نیروی دنده شانه ای چیست
• انواع دنده شانه ای
• کاربردهای دنده شانه ای
• مزایا و معایب دنده شانه ای
• تبدیل حرکت دورانی به خطی با انواع دنده شانه ای

دنده شانه‌ای نوعی سیستم برای انتقال نیرو به صورت خطی است که با استفاده از یک چرخ دنده این کار را انجام میدهد. به طور کلی این سیستم نیروی دورانی را به نیروی خطی و یا برعکس تبدیل می‌کند. در این نوع مکانیسم می‌توان از چرخ دهنده‌های مستقیم و یا مورب استفاده کرد تا سرعتهای متفاوت قابل دستیابی باشند. به طور کلی این مجموعه را می‌توان یک چرخ‌دنده با بی‌نهایت دندانه در نظر گرفت. از انواع دنده شانه ای در حوزههای مختلف استفاده میشود و کاربردهای بسیار متنوعی در صنعت دارد. در این مطلب با انواع دنده شانه ای آشنا می شویم.

سیستم انتقال نیروی دنده شانه ای یک مجموعه متشکل از چرخ‌دنده و محور است که حرکت دورانی را به مستقیم تبدیل می‌کند. راحت‌ترین مثال برای کاربرد این سیستم فرمان اتومبیل است که حرکت دورانی فرمان به سمت راست یا چپ را به حرکت مستقیم به سمت راست یا چپ تبدیل می‌کند. اولین انواع دنده شانه ای در سال 1598 میلادی توسط ژائو شیژن، مهندس چینی، ابداع شدند. او این مکانیسم را در سلاح‌های ابداعی خود به کار برد تا در شرایط آب‌وهوای گوناگون کارایی خود را حفظ کنند. این دستگاه ساده و در عین حال کارآمد در ادامه موجب تحولات گسترده در صنایع و ماشین‌آلات دنیای غرب شد.

در این سیستم با دوران چرخ‌دنده بر روی محور دنده‌های آن‌ها با یکدیگر درگیر می‌شوند که در نتیجه آن محور به صورت خطی جابجا می‌شود. جهت جابجایی محور به جهت دوران چرخ‌دنده بستگی دارد. برای مثال اگر دنده‌ها با جهت دوران چرخ‌دنده هم‌سو باشند و چرخ‌دنده در جهت عقربه ساعت بچرخد، محور نیز به صورت افقی در همان جهت جابجا می‌شود. در حالت برعکس نیز جهت حرکت محور در خلاف حالت پیشین و به صورت خطی است. کیفیت ساخت چرخ‌دنده و محور بر کیفیت عملکرد مجموعه آثار مستقیم می‌گذارد. برای حفظ کارایی و افزایش طول عمر انواع دنده شانه ای باید آن‌ها را بصورت منظم تعمیر و نگهداری کنید.

سیستم انتقال نیروی دنده شانه ای با توجه به شکل دندانه‌های چرخ‌دنده به دو نوع دنده شانه ای ساده و دنده شانه ای مورب تقسیم می‌شود. هرکدام از این مکانیسم‌ها مزایای خاص خود را دارند و برای کاربردهای ویژه به کار می‌روند. در ادامه به هر دو نوع آشنا می‌شویم.

دنده شانه ای ساده

انواع دنده شانه ای ساده از یک چرخ‌دنده با دندانه‌های صاف تشکیل می‌شود که بر روی یک محور مستقیم حرکت می‌کند. با استفاده از جابجایی چرخ‌دنده بر روی محور می‌توان حرکت دورانی را به حرکت خطی تبدیل کرد. ساخت دنده شانه ای ساده در مقایسه با انواع مورب آسان‌تر است.

دنده شانه ای مورب

در دنده شانه ای مورب دندانه‌های چرخ‌دنده و محور به صورت زاویه‌دار در مقایسه با محور طولی ایجاد می‌شود. از این مکانیسم نیز برای تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی استفاده می‌شود، اما ظرفیت انتقال بار بیشتری در مقایسه با نوع ساده دارد. از این مدل در دستگاه‌های CNC استفاده می‌شود و از دقت بسیار بالایی برخوردار است.

انواع سیستم دنده شانه ای در انواع ماشین‌آلات و دستگاه‌های صنعتی به کار می‌روند. شما می‌توانید نمونه‌های استفاده چرخ‌دنده و محور را در حوزه هوانوردی، معدن، خودروسازی، انواع تجهیزات خط‌ تولید، ساختمان‌سازی و ... مشاهده کنید. در ادامه با مهمترین کاربردهای انواه دنده شانه ای آشنا می‌شویم.

بالابرهای پله

از انواع دنده شانه ای در ریل‌های بالابر پله استفاده می‌شود. به طور کلی سیستم جابجایی در این تجهیزات با استفاده از مکانیسم دنده شانه ای کار می‌کند. در این وسایل چرخ‌دنده متصل به موتور در پایه صندلی قرار دارد و محور حرکت نیز بر روی ریل نصب می‌شود. به این ترتیب حرکت دورانی موتور می‌تواند به حرکت مستقیم در مسیر راه‌پله تبدیل گردد.

مکانیسم فرمان اتومبیل

یکی از شناخته‌شده ترین کاربردهای سیستم دنده شانه ای در مکانیسم فرمان اتومبیل مشاهده می‌شود. در این مجموعه محور بین دو چرخ قرار دارد و چرخ‌دنده نیز در انتهای میله فرمان جای گرفته است. به این ترتیب زمانی که راننده فرمان را به هر سمت می‌چرخاند اتومبیل نیز تغییر جهت می‌دهد. این نوع مکانیسم فرمان در مقایسه با دیگر سیستم‌های فرمان‌دهی در اتومبیل مزایایی دارد که از بین آن‌ها می‌توان به واکنش سریع فرمان، قابلیت تغییر جهت در محیط‌های باریک، وزن کم، نیاز به تعمیر و نگهداری پایین و سادگی مکانیسم اشاره کرد.

سیستم‌های حمل‌ونقل

انواع دنده شانه ای نقش پررنگی در سیستم‌های حمل‌ونقل از جمله قطار و تله‌کابین ایفا می‌کنند. از این سیستم‌ها در مسیرهای ریلی پر شیب و خطرناک استفاده می‌شود تا کنترل بیشتری بر روی واگن‌ها وجود داشته باشد. به این ترتیب چرخ‌دنده که نیروی خود را از موتور الکتریکی یا سیستم هیدرولیک می‌گیرد به قطار کمک می‌کند تا به سلامت از شیب‌های بسیار زیاد بالا رود. استفاده از سیستم‌های دنده شانه ای در وسایل حمل‌ونقل جابجایی ایمن را در انواع محیط‌ها تضمین می‌کنند.

انواع بالابر و آسانسور

استفاده از انواع دنده شانه ای در سیستم آسانسور امکان جابجایی کابین در مسیرهای مستقیم بین طبقات ساختمان را می‌دهد. علاوه بر این برخی از بالابرها با استفاده از محورهای نصب شده بر روی اسکلت با سرعت مشخص و کاملا ایمن جابجایی را انجام می‌دهند. در این حالت موتور وظیفه دوران چرخ‌دهنده را برعهده دارد و بر روی محور حرکت می‌کند.

تجهیزات محرک

انواع دنده شانه ای در تجهیزات محرک صنعتی پنوماتیک مانند بالابر پنوماتیک استفاده می‌شوند. برای مثال در محرک‌های خطوط انتقال نفت و دیگر سیالات انواع دنده شانه ای وظیفه کنترل شیرها را بر عهده دارند. شما می‌توانید با این تجهیزات محرک میزان هوا یا مایع عبوری از لوله را تنظیم کنید. معمولا مکانیسم مورد استفاده در این نوع دستگاه‌ها از یک چرخ‌دنده و دو محور استفاده می‌کند.

ماشین‌های صنعتی

مکانیسم دنده شانه ای به صورت گسترده در ماشین‌های صنعتی به کار می‌روند. معمولا این سیستم‌ها در ماشین‌های فرز، ماشین‌های تراش، روترهای CNC و ... استفاده می‌شوند تا حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل کنند. علاوه بر این انواه دنده شانه ای جابجایی دقیق تجهیزات برش را در محور مستقیم ممکن می‌سازند. صنایع تولید، نجاری، فلزکاری، اتوماسیون، معدن‌کاری و ... از این نوع تجهیزات استفاده می‌کنند.

مکانیسم دنده شانه ای به دلیل سادگی و کارایی بالای خود محبوبیت بسیار زیادی دارد. امروزه می‌توانید این سیستم انتقال نیرو را در تجهیزات گوناگون مشاهده کنید و کاربردهای صنعتی آن بر هیچ‌کس پوشیده نیست. با این وجود در کنار مزایای بسیار زیاد برخی معایب نیز در آن وجود دارد. در ادامه با مزایا و معایب انواع دنده شانه ای آشنا می‌شویم.

مزایای دنده شانه ای

انواع دنده شانه ای به دلیل داشتن مزایای گوناگون کاربردهای بسیار زیادی در زندگی روزمره دارند. برای مثال دقت بسیار بالای این سیستم باعث می‌شود تا از آن در ماشین‌آلات بسیار دقیق مانند CNC استفاده شود تا خطای احتمالی به حداقل برسد.

در ادامه با مزایای مختلف انواع دنده شانه ای آشنا می‌شویم:

• سادگی و کارایی بالا: طراحی این سیستم‌ها بسیار ساده است و همین موضوع موجب سهولت نصب و تعمیر و نگهداری راحت آن می‌شود
• دقت و پاسخگویی: پاسخگویی سریع و دقت بالای مکانیسم دنده شانه ای استفاده از آن در انواع تجهیزات حساس را ممکن می‌کند
• ابعاد کوچک: مجموعه انتقال نیروی دنده شانه ای ابعاد بسیار کوچکی دارد و همین موضوع نصب آن در فضاهای محدود را امکان‌پذیر خواهد کرد
• عملکرد روان: در هنگام استفاده از سیستم دنده شانه ای دندانه‌های چرخ‌دنده و محور با یکدیگر درگیر می‌شوند، به همین دلیل شاهد عملکرد روان و بدون لرزش و صدا را هستیم
• انطباق‌پذیری بالا: از انواع دنده شانه ای در صنایع مختلف استفاده می‌شود و این انطباق‌پذیری بالا موجب کاربردهای بسیار زیاد آن شده است

معایب انواع دنده شانه ای

معایب انواع دنده شانه ای در مقایسه با مزایای آن زیاد نیست، اما موجب ایجاد محدودیت‌هایی در استفاده از این مکانیسم می‌شود. بنابراین باید پیش از استفاده از این سیستم با ایرادهای آن نیز آشنا شوید. در ادامه برخی از معایب انواع دنده شانه ای را با هم مرور می‌کنیم:

• ظرفیت تحمل بار محدود: میزان تحمل بار انواع دنده شانه ای محدود است و در صورت بی‌توجهی به این موضوع شاهد خرابی دندانه‌ها و کاهش طول عمر آن خواهیم بود
• لقی دستگاه: مکانیسم دنده شانه ای به قفل شدن دندانه‌های چرخ‌دنده و محور با یکدیگر بستگی دارد، اما گاهی این موضوع با مشکل مواجه می‌شود. به همین دلیل در هنگام عملکرد ممکن است با لقی مواجه شویم
• تعمیر و نگهداری: هرچند نصب انواع دنده شانه ای آسان است، اما مانند بالابر هیدرولیک که با روغن بالابر هیدرولیک روغن کاری می شود، نیازمند روغن‌کاری دوره‌ای است. در صورتی که به خوبی از این سیستم نگهداری نکنید دچار نقص فنی و خرابی خواهد شد
• هزینه بالا: هزینه ساخت، نصب و نگهداری از انواع دنده شانه ای از دیگر مکانیسم‌های مشابه بیشتر است. فاکتورهایی نظیر کیفیت متریال، دقت و ظرفیت بار نیز می‌تواند موجب رشد بیشتر هزینه آن شود

اگر به دنبال یک مکانیسم ساده و در عین حال کارآمد برای تبدیل حرکت دورانی به حرکت مستقیم هستید استفاده از دنده شانه ای بهترین گزینه است. شما می‌توانید این سیستم را در محیط بسیار کوچک و به سادگی هرچه تمام‌ نصب کنید و از دقت بالا و طول عمر آن بهره ببرید. این نوع سیستم به دلیل مزایای بسیار زیادی که دارد در صنایع مختلف استفاده می‌شود و تاثیرات بزرگی بر پیشرفت صنعتی داشته است. شرکت همیار مکانیک کوشا انواع تجهیزات توانبخشی را با استفاده از مکانیسم دنده شانه ای تولید می‌کند. شما می‌توانید با مراجعه به وبسایت ما محصولات مورد نیاز خود را سفارش دهید.