ประเภทของเกียร์

1. การแนะนำ

เกียร์หลายประเภทเป็นส่วนสำคัญของระบบกลไกจำนวนนับไม่ถ้วน, พบได้ทุกที่ตั้งแต่รถยนต์ไปจนถึงเครื่องจักรอุตสาหกรรมและแม้แต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตประจำวัน.

ทำงานโดยการส่งแรงหมุนระหว่างส่วนประกอบของเครื่องจักร, ช่วยให้ควบคุมการเคลื่อนไหวได้อย่างแม่นยำ, ความเร็ว, และแรงบิด.

เกียร์มีความสำคัญต่อการทำงานที่ราบรื่นและมีประสิทธิภาพของเครื่องจักร, ด้วยเกียร์หลากหลายประเภทที่เหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกัน.

2. เกียร์คืออะไร?

เกียร์เป็นส่วนประกอบทางกลที่มีฟันซึ่งประกบกับชิ้นส่วนที่เป็นฟันอีกอันหนึ่ง, มักจะเป็นเกียร์อื่น, เพื่อส่งแรงบิดและการเคลื่อนไหว. เกียร์สามารถเพิ่มแรงบิดได้โดยการเสียสละความเร็ว, หรือสามารถเพิ่มความเร็วได้โดยเสียแรงบิด.

ประสิทธิภาพและการทำงานของเกียร์ขึ้นอยู่กับรูปร่าง, ขนาด, วัสดุ, และวิธีที่พวกเขาโต้ตอบกัน.

3. พารามิเตอร์ต่าง ๆ ของเกียร์

การทำความเข้าใจพารามิเตอร์ของเกียร์เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบระบบเกียร์ที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้. พารามิเตอร์เหล่านี้ส่งผลต่อการประกบกันของเฟือง, สามารถรองรับน้ำหนักได้เท่าใด, และประสิทธิภาพโดยรวมในการใช้งานต่างๆ. ต่อไปนี้เป็นภาพรวมของพารามิเตอร์หลัก:

1. จำนวนฟัน

จำนวนฟันบนเฟืองเป็นพารามิเตอร์พื้นฐานที่ส่งผลต่ออัตราทดเกียร์และสมรรถนะ. โดยจะกำหนดความสามารถของเกียร์ในการประสานกับเกียร์อื่น และส่งผลต่อความเร็วและแรงบิดที่ส่งออก.

• อัตราทดเกียร์: อัตราส่วนระหว่างจำนวนฟันบนเฟืองสองตัวจะกำหนดความสัมพันธ์ของความเร็วและแรงบิด.
  ตัวอย่างเช่น, เกียร์ด้วย 20 ฟันเฟืองกับเฟืองด้วย 40 ฟันมีอัตราทดเกียร์ที่ 1:2, หมายความว่าเกียร์ที่ใหญ่กว่าจะหมุนด้วยความเร็วเพียงครึ่งหนึ่งของเกียร์เล็ก แต่มีแรงบิดเป็นสองเท่า.

2. ความลึกทั้งหมด

ความลึกทั้งหมดหมายถึงความลึกรวมของฟันเฟือง, ซึ่งรวมทั้งภาคผนวกและภาคผนวก. จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องแน่ใจว่ามีการประกบกันอย่างเหมาะสมกับเฟืองที่อยู่ติดกัน.

• ภาคผนวก: ความสูงของฟันเฟืองเหนือวงกลมพิทช์.
• ที่จะมอบให้: ความลึกของฟันใต้วงกลมพิทช์.

ความลึกทั้งหมดถือเป็นสิ่งสำคัญในการกำหนดความแข็งแรงของเฟืองและพื้นที่ที่จำเป็นสำหรับฟันเฟืองที่จะประกบกันโดยไม่มีการรบกวน.

3. สนามวงกลม

พิทช์เซอร์เคิลเป็นวงกลมในจินตนาการที่หมุนโดยไม่ลื่นไถลไปบนพิทช์เซอร์เคิลของเฟืองผสมพันธุ์. จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องแน่ใจว่าเกียร์โต้ตอบและประสานกันอย่างไร.

• เส้นผ่านศูนย์กลางของสนาม: เส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมพิทช์. ใช้ในการคำนวณอัตราทดเกียร์และเพื่อให้แน่ใจว่าเกียร์เข้าเกียร์อย่างเหมาะสม.

4. รูทเซอร์เคิล

วงกลมรากคือวงกลมที่ผ่านด้านล่างของร่องฟันเฟือง. โดยจะกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำของเฟืองและมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจความแข็งแกร่งและความทนทานของเฟือง.

• เส้นผ่านศูนย์กลางรูต: เส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมที่เชื่อมต่อกับฐานของฟัน.

5. วงนอก

วงนอก, หรือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก, คือวงกลมที่ลอดผ่านปลายฟันเฟือง. เป็นสิ่งสำคัญในการกำหนดขนาดโดยรวมและระยะห่างของเกียร์.

• เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก: เส้นผ่านศูนย์กลางวัดจากปลายฟันซี่หนึ่งถึงปลายฟันอีกซี่.

6. เส้นผ่านศูนย์กลางของสนาม

เส้นผ่านศูนย์กลางของระยะพิทช์คือเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมระยะพิทช์และเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับการคำนวณอัตราทดเกียร์และรับรองว่าการประกบกันระหว่างเกียร์จะเหมาะสม.

• สูตร: เส้นผ่านศูนย์กลางของสนาม = จำนวนฟัน / ระยะพิทช์เส้นผ่านศูนย์กลาง (สำหรับหน่วยจักรวรรดิ) หรือเส้นผ่านศูนย์กลางพิทช์ = (จำนวนฟัน * โมดูล) (สำหรับหน่วยเมตริก).

7. สนามวงกลม

ระยะห่างแบบวงกลมคือระยะห่างระหว่างจุดที่สอดคล้องกันบนฟันที่อยู่ติดกัน, วัดตามวงกลมสนาม. สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าตาข่ายเกียร์และการจัดตำแหน่งเหมาะสม.

• สูตร: สนามวงกลม = π * เส้นผ่านศูนย์กลางของสนาม / จำนวนฟัน.

8. โมดูล

โมดูลนี้เป็นหน่วยวัดขนาดของฟัน, กำหนดเป็นอัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางของพิทช์ต่อจำนวนฟัน. ใช้ในระบบเมตริกเพื่อกำหนดขนาดเกียร์ให้เป็นมาตรฐาน.

• สูตร: โมดูล = เส้นผ่านศูนย์กลางของสนาม / จำนวนฟัน.

9. ระยะพิทช์เส้นผ่านศูนย์กลาง

ระยะพิทช์เส้นผ่านศูนย์กลางคือจำนวนฟันต่อนิ้วของเส้นผ่านศูนย์กลางพิตช์. มันถูกใช้ในระบบจักรวรรดิเพื่อกำหนดขนาดเกียร์ให้เป็นมาตรฐานและเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามของโมดูล.

• สูตร: Diametral Pitch = จำนวนฟัน / เส้นผ่านศูนย์กลางของสนาม.

10. ความหนาแบบวงกลม

ความหนาแบบวงกลมคือความหนาของฟันเฟืองที่วัดตามแนววงกลมพิทช์. ส่งผลต่อความแรงของเกียร์และประสิทธิภาพการส่งกำลัง.

• สูตร: ความหนาแบบวงกลม = ระยะพิทช์แบบวงกลม / 2.

4. เกียร์ทำงานอย่างไร？

เกียร์เป็นอุปกรณ์ทางกล, โดยทั่วไปจะเป็นวงกลม, โดยมีฟันอยู่ที่ขอบเพื่อใช้ส่งแรงหมุนและแรงบิดในเครื่องจักร.

ปฏิบัติการเป็นคู่, เกียร์เข้าปะทะฟันเพื่อป้องกันการลื่นไถล. ในเกียร์วงกลม, ความเร็วในการหมุนและแรงบิดยังคงที่, ในขณะที่เกียร์ที่ไม่เป็นวงกลมจะสร้างอัตราความเร็วและแรงบิดที่แปรผัน.

เพื่อรักษาความเร็วและแรงบิดให้สม่ำเสมอ, การสร้างโปรไฟล์เกียร์ที่แม่นยำถือเป็นสิ่งสำคัญ. เมื่อเกียร์เล็กลง, หรือปีกนก, ขับเคลื่อนระบบ, มันลดความเร็วและเพิ่มแรงบิด.

ในทางกลับกัน, ถ้าเฟืองอยู่บนเพลาขับเคลื่อน, ความเร็วเพิ่มขึ้นในขณะที่แรงบิดลดลง.

เพลาที่ยึดเฟืองจะต้องมีระยะห่างอย่างเหมาะสมและสามารถจัดเรียงขนานกันได้, ไม่ขนานกัน, ตัดกัน, หรือการกำหนดค่าที่ไม่ตัดกัน. เพลาเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นคันโยกเพื่อส่งการหมุนและพลังงานระหว่างเกียร์.

ผลลัพธ์ที่สำคัญของระบบเกียร์ได้แก่:

• เพิ่มความเร็ว: ในเกียร์คู่อันหนึ่งก็มี 40 ฟันและอื่น ๆ 20, เกียร์ที่เล็กกว่าจะหมุนเร็วขึ้นสองเท่าเพื่อรักษาการซิงโครไนซ์ไว้, ส่งผลให้มีความเร็วสูงขึ้นแต่แรงบิดลดลง.
• เพิ่มกำลัง: เฟืองที่เล็กกว่าและมีฟันน้อยลงจะลดความเร็วแต่เพิ่มแรง, ต้องใช้แรงบิดในการหมุนมากขึ้น.
• เปลี่ยนทิศทาง: เมื่อเกียร์สองมาประกบกัน, พวกมันหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม. เกียร์พิเศษใช้เปลี่ยนทิศทางหรือมุมการหมุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ.

5. การออกแบบเกียร์คืออะไร?

การใช้งานทางอุตสาหกรรมใช้เกียร์หลายประเภท, แต่ละอันออกแบบมาเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ. ลักษณะสำคัญที่แตกต่างกันไปตามเกียร์เหล่านี้ได้แก่:

• รูปร่างเกียร์
• การออกแบบและการจัดวางฟัน
• การกำหนดค่าแกนเกียร์

รูปร่างเกียร์

เกียร์อาจเป็นทรงกระบอก (เดือย, ขดลวด) หรือทรงกรวย (เอียง) ขึ้นอยู่กับใบสมัครของพวกเขา. รูปร่างมีอิทธิพลต่อตาข่ายเกียร์ที่ดีเพียงใด, ปริมาณแรงที่พวกเขาสามารถรับได้, และพวกมันสร้างเสียงรบกวนมากขนาดไหน.

เกียร์เดือย, เช่น, มีเสียงดังด้วยความเร็วสูง, ในขณะที่เฟืองเกลียวให้ประสิทธิภาพที่เงียบกว่าและนุ่มนวลกว่าเนื่องจากมีฟันที่ทำมุม.

การออกแบบและการจัดวางฟัน

เกียร์สามารถมีโปรไฟล์ฟันที่แตกต่างกันได้, แต่ละอันเหมาะสำหรับงานเฉพาะด้าน. ฟันตรง (เดือยเกียร์) ทำงานได้ดีเพื่อความเรียบง่าย, แอปพลิเคชั่นความเร็วต่ำ, ในขณะที่ฟันเกลียวหรือฟันเกลียว (ขดลวด, เกียร์เอียง) รับประกันการมีส่วนร่วมที่ราบรื่นยิ่งขึ้นและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นด้วยความเร็วที่สูงขึ้น.

การกำหนดค่าแกนเกียร์

• ขนาน: ในการกำหนดค่าแบบขนาน, เพลาจะเรียงอยู่ในระนาบเดียวกัน, และเกียร์ขับและเกียร์หมุนจะหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม. โดยทั่วไปการตั้งค่านี้ให้ประสิทธิภาพสูงในการถ่ายโอนการเคลื่อนไหว. ตัวอย่าง ได้แก่ เฟืองเกลียวและระบบแร็คแอนด์พีเนียน.
• ตัดกัน: สำหรับการกำหนดค่าที่ตัดกัน, เพลาตัดขวางที่จุดหนึ่งในระนาบเดียวกัน, ให้ประสิทธิภาพการส่งข้อมูลสูงคล้ายกับการตั้งค่าแบบขนาน. เฟืองบายศรีเป็นตัวอย่างสำคัญของประเภทนี้.
• ไม่ขนานและไม่ตัดกัน: ในการกำหนดค่าที่เพลาไม่ขนานหรือตัดกัน, หมายความว่าพวกมันไม่เรียงกันหรืออยู่บนระนาบเดียวกัน, ประสิทธิภาพการส่งผ่านมีแนวโน้มที่จะลดลง. เฟืองตัวหนอนเป็นตัวอย่างหมวดหมู่นี้.

6. วัสดุใดบ้างที่ใช้ในเกียร์?

วัสดุที่ใช้ในการผลิตเกียร์มีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพการทำงาน, ความทนทาน, และความเหมาะสมในการใช้งานเฉพาะด้าน. วัสดุที่แตกต่างกันมีระดับความแข็งแรงที่แตกต่างกัน, ความต้านทานการสึกหรอ, และความต้านทานการกัดกร่อน.

ด้านล่างนี้คือวัสดุบางส่วนที่ใช้บ่อยที่สุดในการผลิตเกียร์:

เหล็กแผ่นรีด

เหล็กแผ่นรีดมักใช้สำหรับเกียร์เนื่องจากมีความแข็งแรงและความเหนียวสูง. ผลิตโดยเหล็กรีดร้อนหรือเย็นผ่านชุดลูกกลิ้ง, ปรับปรุงโครงสร้างและเพิ่มคุณสมบัติทางกล.

เฟืองที่ทำจากเหล็กแผ่นรีดมักใช้ในงานหนัก, เช่นระบบส่งกำลังของยานยนต์และเครื่องจักรอุตสาหกรรม, โดยที่ความทนทานและการทนต่อแรงกระแทกเป็นสิ่งสำคัญ.

เหล็กแผ่นรีดเย็น

เหล็กแผ่นรีดเย็นผ่านกระบวนการที่เหล็กถูกทำให้เย็นลงหลังการรีด, ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงและผิวสำเร็จ. กระบวนการนี้ให้ความแม่นยำของมิติที่ดีกว่าและผิวสำเร็จที่เรียบเนียนกว่าเหล็กแผ่นรีดร้อน.

เฟืองเหล็กรีดเย็นมักใช้ในอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำซึ่งต้องมีพิกัดความเผื่อต่ำ, เช่นนาฬิกาและเครื่องมือวิจิตรศิลป์, ตลอดจนการใช้งานด้านยานยนต์และอุตสาหกรรม.

โลหะผสมเหล็กเครื่องมือ

โลหะผสมของเหล็กกล้าเครื่องมือขึ้นชื่อในเรื่องความแข็ง, ความต้านทานการสึกหรอ, และทนต่ออุณหภูมิสูงได้. เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตเกียร์ที่ต้องรับน้ำหนักและการกระแทกที่รุนแรง.

โลหะผสมเหล่านี้มักประกอบด้วยคาร์บอนในระดับสูง, โครเมียม, และองค์ประกอบอื่นๆ เช่น วานาเดียมหรือทังสเตน, ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความทนทาน. เฟืองเหล็กกล้าเครื่องมือถูกนำมาใช้ในงานต่างๆ เช่น เครื่องมือตัดและเครื่องจักรอุตสาหกรรม.

โลหะผสมเหล็ก

โลหะผสมเหล็ก, รวมทั้งเหล็กหล่อและเหล็กดัด, มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเกียร์. เฟืองเหล็กหล่อมีความทนทานต่อการสึกหรอได้ดี, ลดแรงสั่นสะเทือน, และความสามารถในการแปรรูป, ทำให้เหมาะกับคนตัวใหญ่, เกียร์ความเร็วต่ำที่ใช้ในการใช้งานเช่นระบบสายพานลำเลียงและเครื่องจักรกลหนัก.

เหล็กดัดมีความเหนียวดีกว่าเหล็กหล่อ, ให้ความสมดุลระหว่างความแข็งแกร่งและความต้านทานแรงกระแทก.

สแตนเลส

สแตนเลสนิยมใช้กับเกียร์ที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนและความทนทานสูง. มันมีโครเมียม, ซึ่งสร้างชั้นออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิว, ป้องกันสนิมและการกัดกร่อน.

เกียร์สแตนเลสมักใช้ในอุปกรณ์แปรรูปอาหาร, การใช้งานทางทะเล, และสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นหรือสารเคมีอยู่.

โลหะผสมทองแดง

โลหะผสมทองแดง, เช่นทองเหลืองและทองสัมฤทธิ์, ใช้ในเกียร์ที่มีแรงเสียดทานต่ำ, ความต้านทานการกัดกร่อน, และความง่ายในการตัดเฉือนถือเป็นสิ่งสำคัญ.

เกียร์เหล่านี้มักพบในการใช้งานที่ต้องการการทำงานที่เงียบกว่าและการสึกหรอน้อยกว่า, เช่น เฟืองตัวหนอน, ตลับลูกปืน, และบูช.

โลหะผสมทองแดงยังมีคุณค่าต่อการนำไฟฟ้าอีกด้วย, ทำให้เหมาะสมกับอุปกรณ์ไฟฟ้าเฉพาะบางประเภท.

อลูมิเนียมอัลลอยด์

อลูมิเนียมอัลลอยด์ มีน้ำหนักเบาและทนต่อการกัดกร่อน, ทำให้เหมาะกับเกียร์ที่ใช้งานโหลดต่ำ, แอพพลิเคชั่นความเร็วสูง.

เกียร์ที่ทำจากอลูมิเนียมมักพบในการบินและอวกาศ, วิทยาการหุ่นยนต์, และอุตสาหกรรมยานยนต์, โดยที่การลดน้ำหนักเป็นสิ่งสำคัญ.

ถึงแม้จะไม่แข็งแกร่งเท่าเหล็กก็ตาม, อลูมิเนียมอัลลอยด์สามารถผ่านการบำบัดหรือเคลือบเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและทนต่อการสึกหรอ.

เกียร์พลาสติก

เกียร์พลาสติกมีน้ำหนักเบา, ทนต่อการกัดกร่อน, และนำเสนออย่างราบรื่น, การทำงานที่เงียบ.

มักทำจากวัสดุเช่นไนลอน, อะซีตัล, หรือโพลีคาร์บอเนต, เกียร์พลาสติกมักใช้ในงานที่ต้องการเสียงรบกวนต่ำและแรงเสียดทานต่ำ, เช่นเครื่องพิมพ์, เครื่องใช้ในครัวเรือน, และเครื่องขนาดเล็ก.

แม้ว่าจะไม่สามารถรับน้ำหนักได้มากเท่ากับเกียร์โลหะก็ตาม, เฟืองพลาสติกเหมาะอย่างยิ่งสำหรับพลังงานต่ำ, โซลูชั่นที่คุ้มค่า.

7. ประเภทของเกียร์

เกียร์แบ่งตามรูปร่างของฟัน, การกำหนดค่าเพลา, และวัตถุประสงค์เฉพาะ. การทำความเข้าใจเกียร์ประเภทต่างๆ ถือเป็นสิ่งสำคัญในการเลือกเกียร์ที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าการส่งผ่านแรงในการออกแบบกลไกมีประสิทธิผล.

ขึ้นอยู่กับรูปร่างของฟัน

1. เดือยเกียร์

• • เฟืองเดือยภายนอก: ประเภทของเกียร์ที่พบบ่อยที่สุด, โดยมีฟันตรงขนานกับแกนเฟือง. เกียร์เหล่านี้ใช้ในการส่งกำลังระหว่างเพลาคู่ขนานและเป็นที่รู้จักในด้านประสิทธิภาพและความเรียบง่าย.
  • เดือยเกียร์ภายใน: คล้ายกับเฟืองเดือยภายนอก, ฟันถูกตัดบนพื้นผิวด้านในของวงแหวนเกียร์. ใช้ในการใช้งานที่ต้องการประหยัดพื้นที่, เช่นระบบเกียร์ดาวเคราะห์.

2. เกียร์เฮลิคอล

• • ลานเดี่ยว: เกียร์เหล่านี้มีฟันที่ทำมุม, ซึ่งให้การทำงานที่นุ่มนวลและเงียบกว่าเกียร์เดือย. มุมของฟันช่วยให้สามารถเข้าฟันได้ทีละน้อย, ลดเสียงรบกวนและความเครียดระหว่างการทำงาน.
  • ดับเบิลเฮลิคอล: เรียกอีกอย่างว่าเกียร์ก้างปลา, มีฟันเกลียวที่ตรงข้ามกันสองชุด. การออกแบบจะยกเลิกแรงขับตามแนวแกน, ทำให้เหมาะกับเครื่องจักรหนักที่มีการรับน้ำหนักสูง.
  • สกรูเกียร์: คล้ายกับเฟืองเกลียว, ใช้ในการใช้งานที่ต้องใช้เพลาที่ไม่ขนาน. ได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งแรงบิดระหว่างเพลาที่ไม่ตัดกันสองตัว.

3. เบเวลเกียร์

• • เกียร์ตรง: เฟืองดอกจอกที่มีฟันตรงใช้เพื่อส่งการเคลื่อนที่ระหว่างเพลาที่ตัดกัน, โดยทั่วไปจะทำมุม 90 องศา. มีประสิทธิภาพแต่อาจมีเสียงดังขณะโหลด.
  • เกียร์เกลียว: พวกนี้มีฟันโค้ง, ซึ่งให้การทำงานที่ราบรื่นกว่าและความสามารถในการรับน้ำหนักที่สูงกว่าเฟืองดอกจอกแบบตรง. เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่มีความเร็วสูง.
  • ตุ้มปี่เกียร์: ประเภทของเฟืองบายศรีที่มีอัตราทดเกียร์อยู่ 1:1, ที่ใช้กันทั่วไปในงานที่ต้องการความเร็วเท่ากันแต่เปลี่ยนทิศทาง.
  • เกียร์ไฮปอยด์: เกียร์เหล่านี้มีแกนออฟเซ็ต, ช่วยให้การส่งแรงบิดสูงขึ้นและการทำงานที่เงียบยิ่งขึ้น. มักพบในเฟืองท้ายรถยนต์.
  • ซีโรล เกียร์: ไฮบริดระหว่างเฟืองดอกจอกแบบตรงและแบบเกลียว, นำเสนอการประนีประนอมระหว่างการทำงานที่ราบรื่นและความง่ายในการผลิต.
  • มงกุฎเกียร์เอียง: เฟืองดอกจอกที่ฟันตั้งฉากกับหน้าเฟือง, เสนอการกำหนดค่าเชิงมุมที่เป็นเอกลักษณ์.

4. เกียร์ก้างปลา
   เฟืองก้างปลามีรูปแบบฟันรูปตัว "V" และขึ้นชื่อในด้านความสามารถในการรับน้ำหนักมากโดยไม่สร้างแรงขับตามแนวแกนอย่างมีนัยสำคัญ. เกียร์เหล่านี้มักใช้ในเครื่องจักรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่และเรือ.

1. 4. เกียร์แรคแอนด์พิเนียน
      เป็นระบบเกียร์เชิงเส้นตรงที่เฟือง (เกียร์วงกลม) ตาข่ายที่มีเฟืองเชิงเส้น (แร็ค) เพื่อแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น, มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบบังคับเลี้ยวและทางรถไฟ.

4. เกียร์หนอน
   เฟืองตัวหนอนประกอบด้วยตัวหนอน (เกียร์เหมือนสกรู) และกงล้อตัวหนอน. ช่วยลดแรงบิดได้สูงในพื้นที่ขนาดกะทัดรัด และใช้ในระบบสายพานลำเลียงและลิฟต์.

   

เกียร์ชนิดพิเศษ

1. เกียร์ภายใน
   เฟืองภายในมีฟันตัดอยู่ด้านในของวงแหวนกลม. มักจับคู่กับเฟืองตรงภายนอกในระบบเฟืองดาวเคราะห์เพื่อให้ได้แรงบิดสูงและประหยัดพื้นที่.
2. เฟืองท้าย
   ใช้เป็นหลักในระบบยานยนต์, เฟืองท้ายช่วยให้ล้อหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกันในขณะที่ยังคงการกระจายแรงบิดไว้, จำเป็นสำหรับการเข้าโค้งที่ราบรื่น.
3. เกียร์ดาวเคราะห์
   เกียร์ดาวเคราะห์ประกอบด้วยเกียร์ดวงอาทิตย์ส่วนกลาง, เกียร์ดาวเคราะห์, และวงแหวนรอบนอก (เกียร์ภายใน). การออกแบบนี้มีความหนาแน่นของแรงบิดสูงและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบเกียร์อัตโนมัติและอุปกรณ์ทางอุตสาหกรรม.

   

4. เฟือง
   เฟืองใช้ในการขับเคลื่อนด้วยโซ่, มีฟันที่ออกแบบให้เกี่ยวกับโซ่หรือเข็มขัด. มักพบในจักรยาน, รถจักรยานยนต์, และระบบสายพานลำเลียง.
5. เฟืองสไปลน์
   เฟืองเหล่านี้มีร่องหรือฟันตามความยาว และใช้ในข้อต่อทางกล, ช่วยให้ส่งแรงบิดได้ในขณะเดียวกันก็ปล่อยให้เคลื่อนที่ไปตามแกนได้บ้าง.
6. เกียร์ไนล่อน
   เกียร์ไนลอนมีน้ำหนักเบาและทนทานต่อการกัดกร่อน, เสนอได้อย่างราบรื่น, การทำงานที่เงียบ. มักใช้ในขนาดเล็ก, แอพพลิเคชั่นที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น เครื่องพิมพ์และเครื่องใช้ในครัวเรือน.

   

7. เกียร์ท้าย
   พบได้ในเฟืองท้ายรถยนต์, เกียร์ท้ายรองรับการส่งแรงบิดสูงและจำเป็นต่อการรับประกันความเร็วล้อที่เหมาะสมในระหว่างการเลี้ยวรถ.
8. เกียร์เล็ก
   เฟืองขนาดเล็กใช้ในการใช้งานที่ต้องการขนาดกะทัดรัดและการควบคุมการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ, เช่นในนาฬิกา, เครื่องมือ, และเครื่องจักรขนาดเล็ก.

8. ข้อควรพิจารณาในการออกแบบเกียร์

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการออกแบบเกียร์, ทำให้มั่นใจว่าเกียร์ที่เลือกนั้นตรงตามประสิทธิภาพ, ค่าใช้จ่าย, และข้อกำหนดด้านความทนทาน:

• งบประมาณ: วัสดุประสิทธิภาพสูง, เช่น สแตนเลส และเหล็กกล้าเครื่องมือ, มีราคาแพงกว่าโลหะพื้นฐานเช่นเหล็กหล่อ.
• ข้อ จำกัด ด้านพื้นที่: การใช้งานขนาดกะทัดรัดมักใช้เฟืองดาวเคราะห์, ซึ่งให้การส่งผ่านแรงบิดสูงโดยใช้พื้นที่ขนาดเล็ก.
• ความต้องการการส่งสัญญาณ: การใช้งานที่ความเร็วสูงอาจชอบเฟืองเกลียวหรือเฟืองดอกจอกเพื่อประสิทธิภาพที่ราบรื่น, ในขณะที่ใช้ความเร็วต่ำ, งานที่มีแรงบิดสูงมักใช้เฟืองตัวหนอนหรือเฟืองเดือย.
• เงื่อนไขการบริการ: สภาพแวดล้อมที่รุนแรง, เช่นที่เกี่ยวข้องกับความชื้นหรือสารเคมี, อาจต้องใช้วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน เช่น สแตนเลสหรือไนลอน.

9. การประยุกต์ใช้เกียร์

เกียร์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมายเพื่อควบคุมความเร็ว, แรงบิด, และทิศทางการเคลื่อนที่. การใช้งานที่สำคัญได้แก่:

• ระบบบังคับเลี้ยวยานยนต์: เฟืองแร็คแอนด์พีเนียนจะแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น, ช่วยให้ควบคุมพวงมาลัยได้อย่างแม่นยำ.
• กระปุกเกียร์: พบในรถยนต์, เครื่องจักรอุตสาหกรรม, และกังหันลม, กระปุกเกียร์ปรับความเร็วและแรงบิด.
• การบินและอวกาศ: เกียร์ที่ใช้ในระบบควบคุมการบินและเครื่องยนต์เพื่อความราบรื่น, การส่งกำลังที่มีประสิทธิภาพ.
• เครื่องจักรกลการเกษตร: รถแทรกเตอร์และรถผสมผสานใช้เกียร์เพื่อจัดการกำลังของเครื่องยนต์และอุปกรณ์ขับเคลื่อน.

แผนภูมิการใช้งานเกียร์แต่ละประเภท