รวมเครื่องยนต์กระบอกและแกนเครื่องยนต์ ความเร็วคงที่ อัตราส่วนระยะห่างศูนย์กลาง ความยืดหยุ่น

เฟืองทรงกระบอกแบบอินโวลูท & เพลาเฟือง อัตราส่วนความเร็วคงที่ ระยะศูนย์กลาง ความยืดหยุ่น

ส่วนที่ 1: เฟืองทรงกระบอกแบบอินโวลูท

1. บทนำ
เฟืองทรงกระบอกแบบอินโวลูทเป็นเฟืองชนิดพื้นฐานและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการส่งกำลังเชิงกลสมัยใหม่ รูปฟันของเฟืองชนิดนี้มีพื้นฐานมาจากเส้นโค้งอินโวลูท เรขาคณิตนี้ช่วยให้อัตราส่วนความเร็วคงที่ การทำงานราบรื่น และไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในระยะศูนย์กลาง ทำให้มีลักษณะการประกบกันที่ดีเยี่ยม ใช้สำหรับการส่งกำลังระหว่างเพลาขนาน (การประกบกันภายนอกหรือภายใน)

2. ข้อดี

• อัตราส่วนความเร็วคงที่: รูปทรงอินโวลูทรับประกันอัตราส่วนความเร็วทันทีที่คงที่ ทำให้มั่นใจได้ถึงการส่งกำลังที่แม่นยำ ความราบรื่นสูง และลดแรงกระแทกและเสียงรบกวน

• ความยืดหยุ่นของระยะศูนย์กลาง: การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในระยะศูนย์กลางที่ติดตั้งไม่มีผลต่ออัตราส่วนการส่งกำลัง ซึ่งช่วยลดความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับการผลิตและการประกอบ ทำให้เพิ่มความสามารถในการใช้งาน

• กระบวนการผลิตที่สมบูรณ์: เครื่องมือตัดมาตรฐานและเทคโนโลยีการผลิตที่สมบูรณ์ (เช่น การกัด การขึ้นรูป การเจียร) ทำให้การผลิตจำนวนมากที่มีความแม่นยำสูงทำได้ง่ายและคุ้มค่า

• ความสามารถในการรับน้ำหนักสูง: การสัมผัสของฟันเป็นแบบเชิงเส้น ทำให้สามารถส่งกำลังและแรงบิดจำนวนมากได้

3. พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญ

• โมดูลัส / ระยะพิทช์เส้นผ่านศูนย์กลาง: พารามิเตอร์พื้นฐานที่สุดที่กำหนดขนาดฟัน

• จำนวนฟัน: กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางพิทช์ร่วมกับโมดูลัส

• มุมความดัน: โดยทั่วไปคือ 20° (การออกแบบสมัยใหม่) และ 14.5° (การออกแบบเก่า) ซึ่งส่งผลต่อความแข็งแรงของเฟืองและความหนาของโคนฟัน

• ความกว้างหน้า: ความกว้างตามแนวแกนของเฟือง ซึ่งมีอิทธิพลต่อความสามารถในการรับน้ำหนัก

• ระดับความแม่นยำ: จัดอันดับตามมาตรฐาน ISO หรือ AGMA (เช่น ISO 1328 คลาส 5-9) ตัวเลขคลาสที่ต่ำกว่าบ่งบอกถึงความแม่นยำที่สูงกว่าและการทำงานที่ราบรื่นกว่า

• สัมประสิทธิ์การเลื่อนโปรไฟล์: ใช้เพื่อหลีกเลี่ยงการตัดใต้ฟัน ปรับระยะศูนย์กลาง หรือปรับปรุงความสมดุลของความแข็งแรงระหว่างเฟืองประกบ

4. การใช้งาน
แพร่หลายอย่างยิ่ง พบได้ในเกือบทุกสาขาที่ต้องการการส่งกำลัง:

• อุตสาหกรรมยานยนต์: กระปุกเกียร์, เฟืองท้าย

• อุปกรณ์อุตสาหกรรม: ตัวลด, เครื่องมือกล, ระบบสายพานลำเลียง, ข้อต่อหุ่นยนต์

• เครื่องใช้ไฟฟ้าสำหรับผู้บริโภค: เครื่องซักผ้า, เครื่องมือไฟฟ้า

• การบินและอวกาศ: ระบบขับเคลื่อนอุปกรณ์เสริมเครื่องยนต์

ส่วนที่ 2: เพลาเฟือง

1. บทนำ
เพลาเฟืองเป็นส่วนประกอบพิเศษที่เฟืองและเพลาถูกผลิตขึ้นเป็นชิ้นเดียวแบบบูรณาการ ไม่ใช่แค่ "เฟือง + เพลา" แต่เป็นส่วนประกอบการทำงานแบบครบวงจร โดยทั่วไปจะใช้เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางโคนฟันของเฟืองเล็กใกล้เคียงกับเส้นผ่านศูนย์กลางเพลา หรือเมื่อต้องการความแข็งแกร่งและความน่าเชื่อถือในการทำงานสูงมาก

2. ข้อดี (เมื่อเทียบกับเฟืองและเพลาแยกกัน)

• ความแข็งแรงและความแข็งแกร่งสูง: หลีกเลี่ยงการรวมตัวของความเครียดและการสึกหรอจากการเสียดสีที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อแบบมีร่อง โครงสร้างแบบโมโนลิธสามารถทนต่อภาระและแรงบิดที่มากกว่าได้

• ความน่าเชื่อถือสูง: ขจัดความเสี่ยงของความล้มเหลวในองค์ประกอบการเชื่อมต่อ เช่น ลิ่มหรือหมุด โครงสร้างที่ง่ายกว่ามีจุดที่อาจเกิดความล้มเหลวน้อยกว่า

• โครงสร้างกะทัดรัด: ประหยัดพื้นที่ในการติดตั้ง ทำให้การออกแบบสะอาดขึ้น

• การจัดตำแหน่งที่ยอดเยี่ยม: ส่วนเฟืองและเพลาเป็นแบบโคแอกเซียลตามธรรมชาติ หลีกเลี่ยงการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องในการประกอบ

3. พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญ
พารามิเตอร์ของเพลาเฟืองประกอบด้วย พารามิเตอร์เป็นเฟือง (โมดูลัส, จำนวนฟัน, มุมความดัน ฯลฯ) และ พารามิเตอร์เป็นเพลา:

• ประเภทการรองรับ: เพลาหมุน (ส่งแรงบิดและรับโมเมนต์ดัด), เพลาอยู่กับที่ (รับโมเมนต์ดัดเท่านั้น)

• วัสดุและการอบชุบด้วยความร้อน: โดยทั่วไปทำจากเหล็กอัลลอย (เช่น 40Cr, 20CrMnTi) และผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การชุบแข็งและการอบคืนตัว หรือการคาร์บูไรซ์ เพื่อให้พื้นผิวฟันแข็งและแกนกลางเหนียว

• ขนาดและค่าความคลาดเคลื่อนของวารสาร: เส้นผ่านศูนย์กลางและความแม่นยำของส่วนที่ประกบกับตลับลูกปืน

• ร่องลิ่ม / สไปไลน์ (ถ้ามี): สำหรับการเชื่อมต่อกับส่วนประกอบอื่นๆ

4. การใช้งาน
ใช้กันทั่วไปในการใช้งานที่มีความต้องการสูงในด้านพื้นที่ น้ำหนัก และความน่าเชื่อถือ:

• ตัวลด / กระปุกเกียร์: โดยเฉพาะอย่างยิ่งเฟืองเล็กความเร็วสูงมักทำเป็นเพลาเฟือง

• เครื่องยนต์ยานยนต์: เพลาลูกเบี้ยว, เพลาขับปั๊มน้ำมัน

• การบินและอวกาศ: ระบบส่งกำลังที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูง

• เครื่องมือความแม่นยำ: การใช้งานที่ต้องการการจัดตำแหน่งสูงและการสั่นสะเทือนต่ำ