กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

เฟืองดอกจอก

เฟืองดอกจอก เป็น เฟือง ที่แกนของ เพลา ทั้งสอง ตัดกัน และ หน้าสัมผัส ฟัน ของเฟืองเองมีรูปร่างเป็นทรงกรวย เฟืองดอกจอกมักจะติดตั้งบนเพลาที่ทำมุม 90 องศา...

เฟืองดอกจอก

เฟืองดอกจอกเป็นเฟืองที่แกนของเพลา ทั้งสอง ตัดกัน และ หน้าสัมผัส ฟันของเฟืองเองมีรูปร่างเป็นทรงกรวย เฟืองดอกจอกมักจะติดตั้งบนเพลาที่ทำมุม 90 องศา แต่สามารถออกแบบให้ทำงานที่มุมอื่นๆ ได้เช่นกัน[ 1 ]พื้นผิวพิทช์ของเฟืองดอกจอกเป็นรูปทรงกรวยเรียกว่ากรวยพิทช์ เฟืองดอกจอกเปลี่ยนแกนการหมุนของการส่งกำลังแบบหมุน และมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านกลไก

เฟืองดอกจอกบนประตูม้วน
ไม่ว่ามุมการทำงานจะเป็นเท่าใด แกนของเฟืองจะต้องตัดกัน (ที่จุด O)
เฟืองดอกจอกยกประตูระบายน้ำโดยใช้สกรูตรงกลาง
เฟืองวงแหวนเอียงที่ล้อหลังของจักรยานขับเคลื่อนด้วยเพลา
เฟืองดอกจอกเกลียว

การแนะนำ

สองแนวคิดสำคัญในระบบเฟืองคือพื้นผิวพิทช์และมุมพิทช์พื้นผิวพิทช์ของเฟืองคือพื้นผิวสมมติที่ไม่มีฟัน ซึ่งได้มาจากการหาค่าเฉลี่ยของยอดและหุบของฟันแต่ละซี่ พื้นผิวพิทช์ของเฟืองทั่วไปมีรูปร่างเป็นทรงกระบอก มุมพิทช์ของเฟืองคือมุมระหว่างหน้าของพื้นผิวพิทช์กับแกนหมุน

เฟืองดอกจอกชนิดที่คุ้นเคยกันมากที่สุดจะมีมุมพิทช์น้อยกว่า 90 องศา จึงมีรูปร่างคล้ายกรวย เฟืองดอกจอกชนิดนี้เรียกว่าเฟือง ดอกจอก ภายนอกเนื่องจากฟันเฟืองชี้ออกด้านนอก พื้นผิวพิทช์ของเฟืองดอกจอกภายนอกที่ขบกันจะอยู่บนแกนเดียวกันกับเพลาเฟือง โดยจุดยอดของพื้นผิวทั้งสองจะอยู่ที่จุดตัดของแกนเพลา

การใช้เฟืองดอกจอกแท้มีความสำคัญต่อความน่าเชื่อถือของเพลามากกว่าชิ้นส่วนอะไหล่อื่นๆ เฟืองดอกจอกที่มีมุมเอียงมากกว่าเก้าสิบองศาจะมีฟันที่ชี้เข้าด้านใน และเรียกว่าเฟืองดอกจอกภายใน

เฟืองดอกจอกที่มีมุมพิทช์ 90 องศาพอดี จะมีฟันที่ชี้ออกไปด้านนอกขนานกับแกน และมีลักษณะคล้ายกับส่วนปลายของมงกุฎ จึงเป็นที่มาของชื่อเฟืองมงกุฎ (crown gear )

เฟืองดอกจอกไฮปอยด์

เฟืองมิตเตอร์

เฟืองมิตเตอร์

เฟืองมิทร์เป็นกรณีพิเศษของเฟืองเบเวลที่มีจำนวนฟันเท่ากัน เพลาจะตั้งฉากกัน และเฟืองจะมีพื้นผิวพิทช์และมุมที่ตรงกัน โดยมีพื้นผิวพิทช์รูปทรงกรวย[ 2 ]

เฟืองมิทร์มีประโยชน์สำหรับการส่งผ่านการเคลื่อนที่แบบหมุนในมุม 90 องศาด้วยอัตราส่วน 1:1

เรขาคณิตของเฟืองดอกจอก

เฟืองดอกจอกเกลียวคู่ที่ผลิตโดยซีตรองในปี 1927 สำหรับโรงไฟฟ้าพลังน้ำมิเรโยวิเซ

รูปทรงฟันของเฟืองทรงกระบอกสอดคล้องกับรูปทรงอินโวลูต (กล่าวคือ คลื่นสามเหลี่ยมที่ฉายลงบนเส้นรอบวงของวงกลม) ในขณะที่รูปทรงฟันของเฟืองดอกจอกเป็นรูปทรงออกทอยด์(กล่าวคือ คลื่นสามเหลี่ยมที่ฉายลงบนเส้นทางปกติของวงกลมหรือทรงกลม) ผู้ผลิตเฟืองดอกจอกแบบดั้งเดิมทั้งหมด (เช่นGleason , Klingelnberg, Heidenreich & Harbeck, WMW Modul) ผลิตเฟืองดอกจอกที่มีรูปทรงฟันแบบออกทอยด์ สำคัญ: สำหรับชุดเฟืองดอกจอกที่กัดด้วยเครื่องกัด 5 แกน สิ่งสำคัญคือต้องเลือกการคำนวณ/รูปแบบเดียวกันกับวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม เฟืองดอกจอกที่คำนวณอย่างง่ายบนพื้นฐานของเฟืองทรงกระบอกเทียบเท่าในภาคตัดขวางปกติที่มีรูปทรงฟันแบบอินโวลูตจะแสดงรูปทรงฟันที่เบี่ยงเบนไป โดยมีความแข็งแรงของฟันลดลง 10-28% เมื่อไม่มีการเยื้องศูนย์ และ 45% เมื่อมีการเยื้องศูนย์ [วิทยานิพนธ์ Hünecke, TU Dresden] นอกจากนี้ "ชุดเฟืองดอกจอกแบบอินโวลูต" เหล่านั้นยังก่อให้เกิดเสียงดังมากขึ้นด้วย

ฟัน

มีสองประเด็นที่เกี่ยวข้องกับรูปทรงของฟันเฟือง ประเด็นแรกคือรูปทรงหน้าตัดของฟันแต่ละซี่ ประเด็นที่สองคือเส้นหรือส่วนโค้งที่ฟันวางตัวอยู่บนหน้าเฟือง กล่าวอีกนัยหนึ่งคือเส้นหรือส่วนโค้งที่รูปทรงหน้าตัดถูกฉายลงไปเพื่อสร้างรูปทรงสามมิติที่แท้จริงของฟัน ผลกระทบหลักของทั้งรูปทรงหน้าตัดและเส้นหรือส่วนโค้งของฟันคือความราบรื่นในการทำงานของเฟือง บางรูปทรงทำให้การทำงานของเฟืองราบรื่นกว่ารูปทรงอื่นๆ

แนวฟัน

ฟันเฟืองของเกียร์เอียงอาจเป็นแบบตรง แบบเกลียว หรือแบบ "ศูนย์"

แนวฟันตรง

ในเฟืองดอกจอกแบบตรงฟันเฟืองจะตรงและขนานกับแกนของกรวย นี่คือรูปแบบที่ง่ายที่สุดของเฟืองดอกจอก มันคล้ายกับเฟืองตรง เพียงแต่เป็นรูปกรวยแทนที่จะเป็นทรงกระบอก เฟืองในภาพประตูระบายน้ำเป็นเฟืองดอกจอกแบบตรง ในชุดเฟืองดอกจอกแบบตรง เมื่อฟันแต่ละซี่ขบกัน มันจะกระทบกับฟันที่ตรงกัน และการดัดโค้งฟันเฟืองก็สามารถแก้ปัญหานี้ได้

แนวฟันเกลียว

เฟืองดอกจอกเกลียวมีฟันที่ขึ้นรูปตามแนวเส้นเกลียว คล้ายคลึงกับเฟืองเกลียว ทรง กระบอกตรงที่ฟันทำมุมเอียง แต่เฟืองเกลียวจะมีฟันโค้งด้วย

ข้อดีของฟันเกลียวเหนือฟันตรงคือ การเข้ากันของฟันจะค่อยเป็นค่อยไปมากกว่า การสัมผัสระหว่างฟันเริ่มต้นที่ปลายด้านหนึ่งของเฟืองแล้วค่อยๆ กระจายไปทั่วทั้งฟัน ส่งผลให้การถ่ายโอนแรงไม่กระทันหันเมื่อฟันคู่ใหม่เข้ามาทำงาน สำหรับเฟืองดอกจอกแบบตรง การเข้ากันของฟันที่กระทันหันทำให้เกิดเสียงดังมากขึ้น โดยเฉพาะที่ความเร็วสูง และทำให้เกิดความเครียดจากการกระแทกบนฟัน ซึ่งทำให้ไม่สามารถรับน้ำหนักมากที่ความเร็วสูงได้โดยไม่แตกหัก ด้วยเหตุผลเหล่านี้ เฟืองดอกจอกแบบตรงจึงมักจำกัดการใช้งานที่ความเร็วเชิงเส้นน้อยกว่า 1,000 ฟุต/นาที หรือสำหรับเฟืองขนาดเล็ก น้อยกว่า 1,000 รอบต่อนาที[ 3 ]

เส้นฟันซีรอล

เฟืองดอกจอก Zerol เป็นเฟืองดอกจอกชนิดกึ่งกลางระหว่างเฟืองดอกจอกตรงและเฟืองดอกจอกเกลียว ฟันของเฟืองชนิดนี้โค้งงอ แต่ไม่เป็นมุม เฟืองดอกจอก Zerol ถูกออกแบบมาโดยมีจุดประสงค์เพื่อเลียนแบบคุณลักษณะของเฟืองดอกจอกตรง แต่ผลิตโดยใช้กระบวนการตัดแบบดอกจอกเกลียว

การผลิตเฟืองดอกจอก

วัสดุที่ใช้ในกระบวนการผลิตเฟือง

เฟืองดอกจอก

แอปพลิเคชัน

เฟืองดอกจอกมีการใช้งานที่หลากหลาย เช่น ในหัวรถจักร การใช้งานทางทะเล รถยนต์ เครื่องพิมพ์ หอระบายความร้อน โรงไฟฟ้า โรงงานเหล็ก เครื่องตรวจสอบรางรถไฟ เป็นต้น

สำหรับตัวอย่าง โปรดดูบทความต่อไปนี้เกี่ยวกับ:

  • เฟืองดอกจอกใช้ในระบบขับเคลื่อนแบบดิฟเฟอเรนเชียลซึ่งสามารถส่งกำลังไปยังเพลาสองเพลาที่หมุนด้วยความเร็วต่างกัน เช่นเดียวกับที่ใช้ในรถยนต์ที่กำลังเข้าโค้ง
  • เฟืองเอียงถูกใช้เป็นกลไกหลักในสว่านมือเมื่อหมุนด้ามสว่านในแนวตั้ง เฟืองเอียงจะเปลี่ยนการหมุนของหัวจับให้เป็นการหมุนในแนวนอน เฟืองเอียงในสว่านมือมีข้อดีเพิ่มเติมคือช่วยเพิ่มความเร็วในการหมุนของหัวจับ ทำให้สามารถเจาะวัสดุได้หลากหลายชนิด
  • เฟืองดอกจอกเกลียวเป็นส่วนประกอบสำคัญใน ระบบขับเคลื่อน ของเฮลิคอปเตอร์ส่วนประกอบเหล่านี้ต้องทำงานที่ความเร็วสูง รับน้ำหนักมาก และรองรับรอบการรับน้ำหนักจำนวนมาก ในการใช้งานนี้ เฟืองดอกจอกเกลียวถูกใช้เพื่อเปลี่ยนทิศทางเพลาจากเครื่องยนต์กังหันแก๊สแนวนอนไปยังใบพัดแนวตั้ง นอกจากนี้ เฟืองดอกจอกยังใช้เป็นตัวลดความเร็วอีกด้วย
เฟืองดอกจอกในโรงสีข้าวที่เมืองดอร์เดรชท์สังเกตเห็นชิ้นส่วนไม้ที่ใช้เป็นฟันเฟืองชิ้นหนึ่ง

ข้อดี

ข้อเสีย

  • ล้อเฟืองแต่ละล้อได้รับการออกแบบมาให้ทำงานร่วมกับล้อเฟืองคู่ตรงข้ามเท่านั้น ไม่สามารถทำงานร่วมกับล้อเฟืองอื่นได้
  • ต้องติดตั้งอย่างแม่นยำ
  • ตลับลูกปืนของเพลาต้องสามารถรับแรงได้มาก

ดูเพิ่มเติม

วิธีการทำงานของเฟืองดอกจอก (ดูวิธีทำได้ในYouTube)

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เฟืองดอกจอก

เฟืองดอกจอก เป็น เฟือง ที่แกนของ เพลา ทั้งสอง ตัดกัน และ หน้าสัมผัส ฟัน ของเฟืองเองมีรูปร่างเป็นทรงกรวย เฟืองดอกจอกมักจะติดตั้งบนเพลาที่ทำมุม 90 องศา...

การแนะนำ

สองแนวคิดสำคัญในระบบเฟืองคือ พื้นผิวพิทช์ และ มุมพิทช์ พื้นผิวพิทช์ของเฟืองคือพื้นผิวสมมติที่ไม่มีฟัน ซึ่งได้มาจากการหาค่าเฉลี่ยของยอดและหุบของฟันแต่ละซี่ พื้นผิวพิทช์ของเฟืองทั่วไปมีรูปร่างเป็นทรงกระบอก...

เฟืองมิตเตอร์

เฟืองมิทร์ เป็นกรณีพิเศษของเฟืองเบเวลที่มีจำนวนฟันเท่ากัน เพลาจะตั้งฉากกัน และเฟืองจะมีพื้นผิวพิทช์และมุมที่ตรงกัน โดยมีพื้นผิวพิทช์รูปทรงกรวย [ 2 ]

เรขาคณิตของเฟืองดอกจอก

รูปทรงฟันของเฟืองทรงกระบอกสอดคล้องกับรูปทรงอินโวลูต (กล่าวคือ คลื่นสามเหลี่ยมที่ฉายลงบนเส้นรอบวงของวงกลม) ในขณะที่รูปทรงฟันของเฟืองดอกจอกเป็นรูปทรงออกทอยด์ (กล่าวคือ คลื่นสามเหลี่ยมที่ฉายลงบนเส้นทางปกติของวงกลมหรือทรงกลม) ผู้ผลิตเฟืองดอกจอกแบบดั้งเดิมทั้งหมด...