เฟืองโลหะและเพลาส่งกำลังคุณภาพสูงจากจีน: เพลาขับลดรอบแบบเหล็กสั่งทำพิเศษสำหรับสตาร์ทเตอร์

ร่องฟันแบบต่างๆ ในเพลาแบบมีร่องฟัน

เพลาแบบมีร่องฟันเป็นชิ้นส่วนเครื่องจักรที่มีร่องฟันทั้งด้านในและด้านนอก ร่องฟันเหล่านี้มีรูปทรงสี่แบบ ได้แก่ แบบอินโวลูต แบบขนาน แบบหยัก และแบบลูกบอล คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับร่องฟันแต่ละประเภทได้ในบทความนี้ เมื่อเลือกเพลาแบบมีร่องฟัน โปรดเลือกแบบที่เหมาะสมกับการใช้งานของคุณ อ่านต่อเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับร่องฟันประเภทต่างๆ และผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเพลา

เส้นโค้งอินโวลูต

ร่องฟันแบบอินโวลูตในเพลาแบบมีร่องฟันใช้สำหรับยึดและต่อขยายชุดประกอบทางกล ร่องฟันเหล่านี้เรียบ โค้งเข้าด้านใน และต้านทานการแยกตัวระหว่างการใช้งาน เพลาที่มีร่องฟันแบบอินโวลูตมักจะยาวกว่าตัวเพลาเอง คุณสมบัตินี้ช่วยให้มีการเคลื่อนที่ตามแนวแกนได้มากขึ้น ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานหลายอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเกียร์บ็อกซ์
ร่องฟันแบบอินโวลูต (Involute spline) เป็นร่องฟันที่มีรูปทรงคล้ายกับร่องฟันแบบขนาน (Parallel spline) มีลักษณะเป็นมุมและประกอบด้วยฟันที่สร้างเป็นลวดลายเกลียว ทำให้เกิดการเคลื่อนที่เชิงเส้นและการหมุน แตกต่างจากร่องฟันแบบอื่นตรงที่มีรอยหยักที่ด้านข้าง และมีส่วนบนแบนราบ เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับข้อต่อและงานอื่นๆ ที่ต้องการการเคลื่อนที่เชิงมุม
ร่องฟันแบบอินโวลูต (Involute spline) เรียกอีกอย่างว่าฟันอินโวลูต (Involute teeth) เนื่องจากรูปทรงของมัน คือด้านบนแบนราบและด้านข้างโค้งงอ ฟันเหล่านี้อาจเป็นแบบภายในหรือภายนอกก็ได้ ด้วยเหตุนี้ ร่องฟันแบบอินโวลูตจึงให้พื้นที่สัมผัสที่มากขึ้น ซึ่งช่วยลดความเครียดและความล้า ไม่ว่าจะมีรูปทรงแบบใด ร่องฟันแบบอินโวลูตโดยทั่วไปก็ง่ายต่อการขึ้นรูปและติดตั้ง
ร่องฟันแบบอินโวลูตเป็นร่องฟันชนิดหนึ่งที่ใช้ในเพลาแบบมีร่องฟัน ร่องฟันเหล่านี้มีชื่อเรียกแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ตัวอย่างเช่น ร่องฟันตัวผู้ 32 ฟัน โมดูล 2,500 ฟัน และมุมแรงดัน 30 องศา ตัวอย่างของร่องฟันตัวเมีย คือ ร่องฟันแบบฟิลเลต์รูท ใช้เพื่ออธิบายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเพลาแบบมีร่องฟัน
ความหนาของฟันเฟืองที่มีประสิทธิภาพของเพลาเฟืองขึ้นอยู่กับจำนวนร่องลิ่มและชนิดของเพลาเฟือง เพลาเฟืองแบบอินโวลูตในเพลาเฟืองควรได้รับการออกแบบให้เกี่ยวกันประมาณ 25 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ของฟันเฟืองในระหว่างการประกอบ เพลาเฟืองแบบอินโวลูตควรสามารถรับน้ำหนักได้โดยไม่แตกหัก

สปลายขนาน

ร่องฟันขนานถูกสร้างขึ้นบนเพลาที่มีร่องฟันโดยการสอดฟันหนึ่งซี่หรือมากกว่านั้นเข้าไปในอีกซี่หนึ่ง ร่องฟันตัวผู้จะอยู่ตรงกลางของร่องฟันตัวเมีย ฟันของร่องฟันตัวผู้ก็ขนานกับแกนของเพลาเช่นกัน แต่การเยื้องศูนย์ที่พบได้ทั่วไปทำให้ร่องฟันบิดและเอียง ซึ่งเป็นปัญหาที่พบได้บ่อยในงานอุตสาหกรรม และมีหลายวิธีในการปรับปรุงประสิทธิภาพของร่องฟัน
โดยทั่วไปแล้ว ร่องฟันแบบขนานจะใช้เพื่อลดแรงเสียดทานในชิ้นส่วนที่หมุนได้ ร่องฟันบนเพลาแบบมีร่องฟันจะแคบกว่าที่ด้านหน้าและด้านหลัง ทำให้สึกหรอได้ง่ายกว่า เพลาแบบนี้ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เครื่องจักร และยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการส่งแรงบิดอีกด้วย
ร่องฟันแบบอินโวลูตบนเพลาที่มีร่องฟันเป็นแบบที่พบได้บ่อยที่สุด มีฟันที่เว้นระยะห่างเท่าๆ กัน จึงมีโอกาสแตกหักเนื่องจากความล้าได้น้อยกว่า นอกจากนี้ยังมักตัดและติดตั้งได้ง่าย อย่างไรก็ตาม มันไม่ใช่ร่องฟันแบบที่ดีที่สุด จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจความแตกต่างระหว่างร่องฟันแบบขนานและแบบอินโวลูตก่อนที่จะตัดสินใจว่าจะใช้ร่องฟันแบบใด
ความแตกต่างระหว่างร่องฟันแบบขนานและร่องฟันแบบอินโวลูตอยู่ที่ขนาดของร่อง โดยทั่วไปแล้วร่องฟันแบบอินโวลูตจะมีขนาดใหญ่กว่าร่องฟันแบบขนาน ร่องฟันประเภทนี้ช่วยเพิ่มแรงบิดให้กับฟันเฟืองและลดความเครียดระหว่างการทำงาน นอกจากนี้ยังมีความทนทานและอายุการใช้งานยาวนานกว่า และเนื่องจากมีการใช้งานในเครื่องจักรทางการเกษตร จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานประเภทนี้

ร่องฟัน

เพลาแบบมีร่องฟันหยักมีข้อดีหลายประการ เพลาประเภทนี้สามารถปรับแต่งได้สูง จำนวนฟันที่มากช่วยให้รับแรงบิดได้มาก และความกว้างของฟันที่สั้นกว่าช่วยให้ปรับแต่งได้มากขึ้น คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เพลาประเภทนี้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง ข้อดีบางประการของเพลาประเภทนี้แสดงไว้ด้านล่างนี้ ซึ่งเป็นเพียงส่วนหนึ่งของข้อดีทั้งหมด เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเพลาประเภทนี้
กระบวนการกัดขึ้นรูปด้วยเฟือง (hobbing) มีราคาไม่แพงและมีความแม่นยำสูง เหมาะสำหรับเพลาที่มีร่องฟันภายนอก แต่ไม่เหมาะสำหรับเพลาที่มีร่องฟันภายใน กระบวนการนี้จะสร้างรูปทรงที่ประสานกันบนเพลา ลดรอบการผลิต และทำให้เฟสสัมพัทธ์ระหว่างร่องฟันและเกลียวมีความเสถียรมากขึ้น โดยใช้ล้อเจียรในการขึ้นรูปเพลา บริษัท CZPT Manufacturing มีเพลาที่มีร่องฟันแบบฟันเลื่อยจำนวนมากในสต็อก
ฟันของเพลาแบบร่องฟันได้รับการออกแบบให้เข้ากับแกนหมุนตลอดทั้งเส้นรอบวงของเพลา ฟันของเพลาจะเว้นระยะห่างอย่างสม่ำเสมอรอบร่องฟัน ทำให้เกิดจุดสัมผัสหลายฟันตลอดความยาวของเพลา ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์เหล่านี้มักจะน่าพอใจ แต่ก็มีข้อจำกัดบางประการ ประการแรก ควรเลือกร่องฟันของเพลาแบบร่องฟันอย่างระมัดระวัง หากการใช้งานต้องการการวิเคราะห์ขนาดใหญ่ อาจจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนการออกแบบ
ร่องฟันของเพลาแบบมีร่องฟันยังใช้ประโยชน์อื่นๆ ได้อีกด้วย สามารถใช้ส่งแรงบิดไปยังอุปกรณ์อื่น นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ป้องกันการหมุนและเป็นตัวนำทางเชิงเส้น ทั้งการออกแบบและชนิดของร่องฟันเป็นตัวกำหนดหน้าที่ของเพลาแบบมีร่องฟัน ในอุตสาหกรรมยานยนต์ เพลาประเภทนี้ใช้ในยานพาหนะ การบินและอวกาศ เครื่องจักรกลหนัก และอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกมากมาย

ข้อต่อลูกบอล

สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับเพลาหมุนลูกบอล เพลาประกอบด้วยลูกบอลหลายลูกที่จัดเรียงเป็นชุดและเชื่อมต่อกับส่วนรับน้ำหนัก ลูกบอลสามารถกลิ้งไปตามเส้นทางได้อย่างไม่หยุดยั้ง สิ่งประดิษฐ์นี้ยังเกี่ยวข้องกับตลับลูกปืนด้วย โดยตลับลูกปืนเป็นหนึ่งในประเภทของเฟืองหลายชนิด การอธิบายต่อไปนี้จะกล่าวถึงคุณลักษณะของตลับลูกปืน
ชุดเพลาแบบมีร่องลูกบอลประกอบด้วยเพลาที่มีร่องลูกบอลอย่างน้อยหนึ่งร่องและร่องขั้นบันไดตามแนวเส้นรอบวงหลายร่อง เพลาถูกยึดไว้ในอุปกรณ์ยึดแรกที่ยื่นออกไปตามแนวยาวและถูกยึดให้หมุนได้ด้วยอุปกรณ์ยึดที่สอง ทั้งเพลาและอุปกรณ์ยึดแรกถูกขับเคลื่อนสัมพันธ์กันด้วยอุปกรณ์ขับเคลื่อนแรก สามารถผลิตเพลาแบบมีร่องลูกบอลได้หลายวิธี
เพลาแบบมีร่องลูกบอลนั้นมีน็อตที่มีลูกบอลหมุนเวียนอยู่ภายใน น็อตแบบมีร่องลูกบอลจะเคลื่อนที่ไปตามร่องเหล่านี้เพื่อให้เกิดการเคลื่อนที่เชิงเส้นในขณะที่ป้องกันการหมุน เพลาแบบมีร่องที่มีน็อตซึ่งมีลูกบอลหมุนเวียนอยู่ภายในยังสามารถให้การเคลื่อนที่แบบหมุนได้อีกด้วย นอกจากนี้ เพลาแบบมีร่องลูกบอลยังมีกำลังรับน้ำหนักสูงกว่าบูชลูกบอล ด้วยเหตุผลเหล่านี้ เพลาแบบมีร่องลูกบอลจึงเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานหลายประเภท
ในสิ่งประดิษฐ์นี้ เพลาหมุนลูกบอลคู่หนึ่งถูกบรรจุอยู่ในกล่องใต้ตัวลำเลียง 40 เพลาแต่ละอันทอดยาวไปตามแนวยาวของแขน 50 ปลายด้านหนึ่งของแต่ละเพลาได้รับการรองรับให้หมุนได้โดยบล็อกเลื่อน 56 บล็อกเลื่อนยังมีแขนรองรับ 58 ที่รองรับแขนกลาง 50 ในลักษณะคานยื่น

เกจวัดภาคส่วนที่ไม่ผ่าน

เกจวัดขนาดเกิน (No-go gauge) เป็นเครื่องมือที่ใช้ตรวจสอบเพลาแบบมีร่องฟันว่ามีขนาดใหญ่เกินไปหรือไม่ เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการตรวจสอบขนาดที่ใหญ่เกินไปของเพลาแบบมีร่องฟันโดยไม่ต้องถอดเพลาออก เครื่องมือนี้ใช้วัดขนาดภายนอกของร่องฟันและรอยหยัก เกจวัดขนาดเกินมีให้เลือกหลายขนาดตั้งแต่ 19 มม. ถึง 130 มม. โดยมีความยาวโปรไฟล์ 25 มม.
เกจวัดร่องฟันแบบเซกเตอร์มีฟันสองกลุ่มที่อยู่ตรงข้ามกันในแนวเส้นผ่านศูนย์กลาง ช่องว่างระหว่างฟันถูกผลิตให้มีความกว้างสูงสุดตามที่กำหนด และความหนาของฟันต้องอยู่ภายในค่าความคลาดเคลื่อนที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เกจนี้จะอยู่นอกค่าความคลาดเคลื่อนหากวัดร่องฟันด้วยหมุด ขนาดของเพลาร่องฟันนี้สามารถพบได้ในมาตรฐาน ANSI หรือ DIN ที่เกี่ยวข้อง
เกจวัดระยะเกลียว (go-no-go gage) มีประโยชน์สำหรับการตรวจสอบขั้นสุดท้ายของเส้นผ่านศูนย์กลางเกลียว นอกจากนี้ยังใช้ได้กับเพลาแบบมีร่องและน็อตเกลียว เกลียวของสกรูต้องตรงกับรูปทรงของหัวเกจวัดระยะเกลียวเพื่อหลีกเลี่ยงสภาวะ "ไม่ผ่าน" ไม่มีอะไรทดแทนเครื่องมือคุณภาพสูงได้ มันเป็นเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับผู้ผลิตเพลาแบบมีร่องและตัวยึดทุกราย
เกจ NO-GO สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความหนาของฟันได้ สามารถสอบเทียบได้ตามมาตรฐาน ISO17025 และมีข้อดีหลายประการเหนือกว่าเกจแบบ Non-go นอกจากนี้ยังให้ข้อมูลอ้างอิงทางสายตาเกี่ยวกับความหนาของเพลาแบบมีร่องฟัน เมื่อฟันเข้าคู่กัน เพลาจะถือว่าพร้อมสำหรับการติดตั้ง นี่เป็นกระบวนการที่สำคัญ ในบางกรณี เป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดความยาวที่แน่นอนของร่องฟันบนเพลา
มุมกด 45 องศาเป็นมุมที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเพลาและชิ้นส่วนส่งแรงบิด มุมกดนี้ประหยัดที่สุดในแง่ของอายุการใช้งานของเครื่องมือ แต่ร่องฟันจะไม่เรียบลื่นเหมือนมุม 30 องศา ร่องฟัน 45 องศามีแนวโน้มที่จะหลุดง่ายกว่าสองมุมอื่น ๆ และมักจะมีลักษณะโค้งนูน มุมกด 37.5 องศาเป็นมุมที่อยู่ระหว่างสองมุมอื่น ๆ มักใช้เมื่อวัสดุของเพลาที่มีร่องฟันแข็งกว่าปกติ

แก้ไขโดย CX 2023-10-19