यूरोप के बाज़ार के लिए चीन में निर्मित उच्च दक्षता वाला हेलिकल गियर बॉक्स (मोटर के लिए हेलिकल गियरबॉक्स)

हेलिकल गियरबॉक्स को कैसे डिजाइन करें

मूलतः, गियर एक घूमने वाला वृत्ताकार यंत्र का भाग होता है जिसमें टॉर्क या गति संचारित करने के लिए दाँत बने होते हैं। गियर लीवर के समान सिद्धांत पर कार्य करते हैं। हालांकि, गियर आमतौर पर असममित होते हैं और इनमें आपस में जुड़े हुए दाँत होते हैं जो टॉर्क या गति संचारित करने के लिए एक साथ काम करते हैं।

हेलिक्स कोण

चाहे आप राइट एंगल गियरबॉक्स या हेलिकल गियरबॉक्स की तलाश कर रहे हों, दांतों का कोण एक महत्वपूर्ण कारक है। यह संपर्क अनुपात, रेडियल बल और गियर की टॉर्क क्षमता को प्रभावित करता है।
हेलिकल गियरबॉक्स में स्पर गियर के समान ही मूल तत्व होते हैं, सिवाय इसके कि इसके दांत एक दूसरे के अधिक निकट होते हैं। यह उच्च भार वाले अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त है। यह पारंपरिक गियरों की तुलना में कम शोर करता है। हेलिकल गियरबॉक्स और स्पर गियर के बीच मुख्य अंतर पिच और हेलिक्स कोण में होता है।
हेलिकल गियर की पिच को दांतों की दिशा के लंबवत तल में मापा जाता है। इसे वृत्ताकार पिच भी कहा जाता है। हेलिकल गियर की पिच वृत्ताकार पिच से अधिक या कम हो सकती है।
किसी पेचदार गियर की सामान्य पिच को उसके घूर्णन की दिशा के लंबवत तल में मापा जाता है। इसे अक्सर संदर्भ मान कहा जाता है।
स्पूर गियर के विपरीत, हेलिकल गियर का कोई विशिष्ट इष्टतम दबाव कोण नहीं होता है। दबाव कोण बढ़ने पर हेलिकल गियर का संपर्क अनुपात घट जाता है। इसका कारण यह है कि संपर्क रेखा की लंबाई कम हो जाती है।
हेलिकल प्लेनेटरी गियरबॉक्स की पिच की गणना पिनियन और गियर के कुल हेलिक्स कोण को उनके सामान्य दबाव कोणों के योग से विभाजित करके की जा सकती है। हेलिक्स कोण आमतौर पर 15 से 30 डिग्री के बीच होता है।

केंद्र दूरी

हेलिकल गियरबॉक्स के डिज़ाइन के दौरान, गियरों के बीच की केंद्र दूरी एक महत्वपूर्ण इनपुट पैरामीटर है। केंद्र दूरी की सटीक गणना की जानी चाहिए और वास्तविक उपयोग की स्थितियों के आधार पर इसमें संशोधन किया जाना चाहिए। कम केंद्र दूरी के कारण गियर पिच बिंदु के अलावा किसी अन्य बिंदु पर आपस में जुड़ जाते हैं, जिससे शोर बढ़ सकता है, समय से पहले घिसाव हो सकता है और आयाम-आधारित कंपन उत्पन्न हो सकते हैं।
किसी हेलिकल गियर के केंद्र की दूरी की गणना करने का सबसे अच्छा तरीका हेलिक्स कोण की गणना करना है। इसे अक्सर गियरिंग का मूलभूत नियम कहा जाता है। हेलिक्स कोण एक गणितीय सूत्र है जो गियर के दांत के अनुप्रस्थ और लंबवत तलों के बीच संबंध को परिभाषित करता है। पिच सर्कल का व्यास हेलिक्स कोण के साथ बढ़ता है।
गियर में दांतों की संख्या भी एक महत्वपूर्ण इनपुट पैरामीटर है। हेलिक्स कोण निर्धारित करने के लिए कई बातों पर विचार करना आवश्यक है, जैसे कि दांतों की गहराई, पिच व्यास, दांतों की संख्या और इंडेक्स सर्कल की त्रिज्या। दांतों की गहराई बॉटम क्लीयरेंस की गणना करने का एक उपयोगी तरीका है।
हेलिकल मेश के डिज़ाइन के दौरान, रेडियल और अक्षीय थ्रस्ट बल उत्पन्न होते हैं। गियर का कोणीय बैकलैश गियर के प्रकार, पिच व्यास और संचरण अनुपात के आधार पर भिन्न हो सकता है। संपर्क रेखाओं की कुल लंबाई हेलिक्स कोण के साथ धीरे-धीरे बदलती है।
हेलिकल मेश में क्रॉस सेक्शन की संख्या भी महत्वपूर्ण है। रेडियल मॉड्यूल का आकार निर्माण में अधिक किफायती होता है। हेलिकल गियरबॉक्स को स्पर गियर के समान दांत काटने वाले औजारों का उपयोग करके बनाया जा सकता है।

प्रतिक्रिया

गियरों का सुचारू रूप से घूमना महत्वपूर्ण है। हालांकि, बैकलैश एक समस्या है जिसका समाधान आवश्यक है। बैकलैश को नियंत्रित करने के कई तरीके हैं। आवश्यक बैकलैश की मात्रा गियरों के उपयोग, आकार और सटीकता पर निर्भर करती है।
बैकलैश को कम करने के दो बुनियादी तरीके हैं। पहला है गियर केंद्रों के बीच की दूरी को कम करना। दूसरा है स्प्रिंग लोडेड गियर का उपयोग करना। बाद वाला तरीका कम टॉर्क वाले एकदिशीय ड्राइव में बेहतर काम करता है।
दूरियों के बीच के अंतर को अनुप्रस्थ संपर्क अनुपात कहा जाता है। दूरी जितनी अधिक होगी, घूर्णी गति उतनी ही अधिक आवश्यक होगी। कोणीय प्रतिलोम, त्रिज्याीय प्रतिलोम का विपरीत होता है।
बैकलैश को दो गियरों के बीच कोणीय दूरी के रूप में भी मापा जा सकता है। इस माप को ऑपरेटिंग पिच सर्कल पर कोणीय मान में परिवर्तित किया जा सकता है। वर्म गियर इसका एक अन्य उदाहरण है।
सही बैकलैश कैलकुलेटर का उपयोग करके आप अपने हेलिकल गियरबॉक्स के लिए सही बैकलैश की मात्रा निर्धारित कर सकते हैं। बैकलैश की मात्रा अलग-अलग गियर की सटीकता और गियरबॉक्स के प्रकार पर निर्भर करती है।
गियरबॉक्स में पुली, बेयरिंग और पहिए जैसे घटक भी होते हैं। बैकलैश को कम करने के कई तरीके हैं, जिनमें गियर के बीच की दूरी को कम करने के लिए बोल्ट और शिम का उपयोग करना शामिल है। भारी काम के अनुप्रयोगों में, एक कठोर बोल्टेड असेंबली आम है।
किसी गियरट्रेन के बैकलैश की गणना करने के लिए, प्रत्येक गियर का गियर अनुपात और संदर्भ शाफ्ट के साथ उसका जुड़ाव ज्ञात होना आवश्यक है। संचयी बैकलैश की गणना के लिए यह जानकारी विशेष रूप से उपयोगी होती है।

सहनशीलता

गियर के जीवनचक्र पर इष्टतम डिजाइन, सामग्री, निर्माण और रखरखाव प्रक्रियाओं का प्रभाव पड़ता है। इसमें उत्पादन, मरम्मत और प्रतिस्थापन लागत शामिल हैं। इष्टतम रखरखाव कार्यक्रम में जीवनचक्र लागतों को भी ध्यान में रखना आवश्यक है।
दांतों के सिरे को उचित रूप से उभारकर गियर का जीवनकाल बढ़ाया जा सकता है। इससे घिसाव कम होगा, गियर की पकड़ बेहतर होगी और गियर की उम्र बढ़ेगी।
हेलिकल गियरबॉक्स एक विशेष प्रकार का गियरबॉक्स है, जो एक समकोण अक्ष से दूसरे समकोण अक्ष तक शक्ति का संचरण करता है। इसके विशिष्ट अनुप्रयोगों में ऑटोमोटिव ट्रांसमिशन शामिल हैं। उच्च गति, उच्च भार या गैर-समानांतर शाफ्ट वाले अनुप्रयोगों में यह एक लोकप्रिय विकल्प है। यह स्पर गियर की तुलना में शांत और सुचारू रूप से कार्य करता है। हेलिकल गियरबॉक्स में प्रयुक्त मॉड्यूलर उत्पादन विधि घटकों की अखंडता और प्रदर्शन के लिए सर्वोत्तम संभव मानक प्रदान करती है।
हेलिकल गियरबॉक्स के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक थ्रस्ट बेयरिंग हैं। ये गियर द्वारा उत्पन्न थ्रस्ट बलों को सहारा देते हैं और उनमें से कुछ को अवशोषित भी कर सकते हैं। हेलिकल गियरबॉक्स उन उच्च भार वाले अनुप्रयोगों के लिए सबसे उपयुक्त है जिनमें सुचारू गियरिंग गति की आवश्यकता होती है।
एक अच्छा हेलिकल गियरबॉक्स वह होता है जिसमें ऐसे बियरिंग लगे हों जो अक्षीय भार सहन कर सकें। टूल क्लीयरेंस के लिए अक्सर सेंट्रल गली वाले हेलिकल गियरबॉक्स की आवश्यकता होती है। हेलिक्स का कोण भी इसकी मजबूती पर असर डालता है।
हेलिक्स कोण ही हेलिकल गियर द्वारा उत्पन्न सबसे अधिक थ्रस्ट बल का स्रोत है। यह विशाल थ्रस्ट बल विशेष कोण पर कटे हुए दांतों की एक श्रृंखला द्वारा उत्पन्न होता है। संभवतः यही कारण है कि हेलिकल गियर का उपयोग उच्च गति वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है।

शोर

सामान्यतः, हेलिकल गियर को स्पर गियर की तुलना में अपेक्षाकृत शांत माना जाता है। अनुमान है कि 2 के अक्षीय संपर्क अनुपात वाले हेलिकल गियर सेट, समान संपर्क अनुपात वाले स्पर गियर सेट की तुलना में लगभग 19 dB अधिक शांत होता है।
गियर की आवाज़ की ध्वनि प्रकृति को दर्शाने के लिए अक्सर "व्हिन" शब्द का प्रयोग किया जाता है। यह गियर मेश पर लगने वाले गतिशील बलों का परिणाम है। ये गतिशील बल घूर्णी गति से संबंधित होते हैं।
गियर से निकलने वाले शोर के दो मुख्य प्रकार होते हैं: गियर से संबंधित शोर और परिधीय घटकों से निकलने वाला शोर। ये दोनों प्रकार के शोर इंजन की शक्ति को संचारित करने वाले उच्च गति वाले गियरों के कारण हो सकते हैं।
गियर से संबंधित शोर, संपर्क में आने वाले दांतों की संख्या से संबंधित हो सकता है। कम संपर्क अनुपात से संचालित गियर की घूर्णन गति धीमी हो सकती है। हालांकि, उच्च संपर्क अनुपात से संचरण त्रुटि कम नहीं होगी। इसलिए, शोर कम करने के किसी भी उपाय को अपनाने से पहले अपने डिज़ाइन के उद्देश्य को प्राथमिकता देना महत्वपूर्ण है।
गियर के शोर की ध्वनि प्रकृति का निर्धारण समय-समय पर डेटा एकत्र और विश्लेषण करके किया जा सकता है। इसमें वांछित भार सीमा के भीतर भार पर कई परीक्षण शामिल हो सकते हैं। यह माप गियरबॉक्स के शोर के मूल कारण के विश्लेषण के लिए प्रारंभिक बिंदु के रूप में कार्य कर सकता है।
गियर से संबंधित शोर के कई कारण होते हैं। इनमें उपर्युक्त संचरण त्रुटि संकेत और गियर से संबंधित घरघराहट शामिल हैं।

आवेदन

प्लास्टिक, प्रिंटिंग, सीमेंट और अन्य भारी औद्योगिक इकाइयों जैसे विभिन्न उद्योगों में हेलिकल गियरबॉक्स का उपयोग किया जाता है। इनके फायदों में कम बिजली की खपत, शांत संचालन और उच्च भार वहन क्षमता शामिल हैं। हालांकि, कुछ सीमाएं भी हैं। उदाहरण के लिए, स्लाइडिंग संपर्क से उत्पन्न गर्मी कार्यकुशलता में बाधा डालती है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि गियर का वजन उसके प्रदर्शन को प्रभावित करता है।
हेलिकल गियरों को आपस में जोड़ने के दो तरीके हैं। पहला तरीका है शाफ्टों को एक निश्चित हेलिक्स कोण पर रखकर आपस में जोड़ना। दूसरा तरीका है शाफ्टों को अलग-अलग हेलिक्स कोणों पर रखना। कोणों के इस अंतर को हेलिक्स कोण कहा जाता है।
हेलिकल गियरबॉक्स सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला गियरबॉक्स है। यह आकार में छोटा होता है और उच्च दक्षता के साथ कार्य करता है। यह कन्वेयर, कूलर और मशीनों को चलाने के लिए उपयोगी है। इसका उपयोग स्वचालन नियंत्रण प्रणालियों में भी किया जाता है।
समानांतर न होने वाले शाफ्टों के लिए स्पर गियर की जगह हेलिकल गियर का चुनाव किया जाता है। इनका उपयोग ऑटोमोबाइल और लिफ्टों के गियरबॉक्स में भी होता है। ये कंपन को भी कम करते हैं।
गियर विशेष दांतों से बने होते हैं जो अक्ष के साथ कोण पर झुके होते हैं। इन्हें एक कोण पर काटा भी जाता है। इससे लंबवत जुड़ाव संभव होता है। इन्हें दो मूल श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: क्रॉस-एक्सिस गियर और सिंगल-हेलिकल गियर। सिंगल-हेलिकल गियर दाएं हाथ या बाएं हाथ के हो सकते हैं। क्रॉस-एक्सिस गियर आमतौर पर समानांतर शाफ्ट को जोड़ने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

सीएक्स द्वारा संपादित, 2023-10-19