تعریف ابتدایی گیربکس:
گیربکس چیست؟ گیربکس که در نگارش انگلیسی Gearbox نوشته می‌شود، وسیله‌ای مکانیکی بوده که جهت تغییر گشتاور و نیز سرعت خروج موتورها کاربرد دارد. به عبارتی، شفت موتور به گیربکس متصل گردیده و چرخ‌دنده‌ها، که در داخل گیربکس با ترتیب‌های مختلف به هم متصل هستند، موجب می‌شود تا توان را با سرعت و نیز گشتاور مورد نظر به خروجی منتقل نماید.
بر اساس تعریف ابتدایی، گیربکس حاوی دو یا چرخ‌دنده است. به عبارت دیگر، دلیل نام‌گذاری گیربکس (جعبه دنده)، وجود همین چرخ دنده‌های داخل جعبه است.
کاربرد گیربکس با ذکر مثالی از گیربکس خودرو:
شاید این سوال ایجاد شود که کاربرد گیربکس چیست؟ برای پاسخ لازم به است به گیربکس خودرو که برای همه وسیله‌ای آشناست رجوع کنیم. به نگاهی به گیربکس خودرو میتوان به کابرد گیربکس پی برد:
- وقتی خودرو استارت زده می‌شود، گشتاور ایجاد شده توسط موتور خودرو، کافی برای تسلط بر وزن و و اصطکاک خودرو نیست؛ بنابراین لازم است گشتاور افزایش یابد. گیربکس خودرو به خودی خود نمی‌تواند به توان خودرو بیافزاید، با این حال این قابلیت را داشته ضمن کاهش سرعت شفت، بر گشتاور بیافزاید. با ضرب سرعت در گشتاور، توان به دست می‌آید. فشردن پدال گاز با توان خروجی موتور رابطه مستقیم و انحصاری دارد. چنانچه هریک از کمیت‌های توان و یا گشتاور رو به کاهش برود، بر دیگری افزوده می‌شود.
- وقتی که خودرو در مسیر سربالایی قرار بگیرد، مثل زمانی که ماشین روشن می‌شود، نیازمند سرعت کم و گشتاور زیاد است. جهت تنظیم کردن گشتاور، به دستگاهی که دارای حالت‌های مختلف خروجی است نیاز است.
- وقتی که برای خودرو به سرعت زیاد نیاز است، گشتاور را میتوان فدای سرعت نمود. به همین دلیل گیربکس باید این توانایی را در خود داشته باشد که از سرعت زیاد نیز پشتیبانی نماید.
در موارد بالا به کاربرد گیربکس با ذکر مثالی از گیربکس خودرو اشاره شد. به طور خلاصه میتوان بیان نمود که اکثر ماشین آلات و تجهیزات مکانیکی جهت تنظیم سرعت و گشتاور نیاز به گیربکس دارند که انواع مختلف گیربکس صنعتی در صنایع مختلف مورد استفاده واقع می‌شود.
گیربکس ساده یا Spur Gearbox:
گیربکس ساده یا اسپِر گیربکس را میتوان ساده‌ترین نوع گیربکس دانست. این گیربکس به دلیل طراحی بسیار ساده و قیمت مقرون به صرفه بسیار کاربردی است. دنده‌های چرخ‌دنده‌های این گیربکس ساده، پروفیل‌هایی هستند بدون زاویه که تنها به صورت شعاعی با یکدیگر درگیر می‌گردند. بر همین اساس، یاتاقان‌های این چرخ‌دنده‌ها فاقد هرگونه نیروی محوری هستند، لکن در این چرخ‌دنده‌ها، نیروی بسیار زیادی به چرخ‌دنده‌ها وارد گردیده که به دلیل درگیری آنی، صدای بسیار زیادی تولید می‌کند. با عنایت به دلایل مذکور، چرخ‌دنده‌های ساده اکثراً جهت سرعت‌های کم مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ با این حال در سرعت‌های زیاد هم قابلیت استفاده دارد. البته لازم به ذکر است در موارد با سرعت زیاد، صدای گیربکس معیار مهمی در انتخاب آن نیست.
چدن، فولاد، برنج و فلزاتی از این قبیل جزء مواد اولیه چرخ‌دنده‌های ساده محسوب می‌گردد. چنانچه بار سیستم کم باشد، چرخ‌دنده‌ها از مواد همچون پلی‌کربنات و نایلون تشکیل می‌شود. صدای کم و تحمل نیروی بسیار کم از ویژگی‌های گیربکس‌هایی است که از پلاستیک ساخته می‌شود، است.
گیربکس‌های ساده که متشکل از چرخ‌دنده‌های ساده است، به لطف عدم لغزش میان دنده‌ها، بازده بسیار بالایی دارند. در این گیربکس‌ها جهت نیل به سرعت‌های بسیار کم، از چرخ‌دنده‌هایی به مانند تصویر زیر استفاده می‌گردد.
بسته به نحوه درگیرشدن چرخ‌دنده‌ها، گیربکس‌های ساده بر دو نوع خارجی و داخلی هستند. در گیربکس‌های خارجی، مرکز همه چرخ‌دنده‌های موجود در گیربکس خارج از یکدیگر بوده و جهت چرخش آن‌ها خلاف یکدیگر هستند (تصویر بالا)
در گیربکس‌های داخلی، جهت چرخش چرخ‌دنده‌ها در یک جهت بوده و دنده‌های آن‌ها در داخل استوانه با یکدیگر درگیر می‌شوند.
گیربکس‌های داخلی به دلیل نزدیکی شفت‌ها، فضای به مراتب کمتری را اشغال می‌کنند. تصویر زیر نمونه‌ای از گیربکس داخلی است.
بیشینه نمودن گشتاور و کمینه‌سازی سرعت از جمله کاربردهای گیربکس‌های ساده است. از این قبیل گیربکس‌ها میتوان در آسیاب‌ها و ماشین‌های خردکن استفاده نمود. همچنین در ماشین‌های شوینده و مخلوط‌کن‌ها که به سرعت زیادی احتیاج است، گیربکس‌های ساده بسیار کاربرد دارد. همچنین علیرغم صدای زیاد، در موتورهای قطار و هواپیما و نیز دوچرخه‌ها از گیربکس‌های ساده استفاده می‌گردد.
برای آشنایی بیشتر با گیربکس اینجا کلیک کنید: