تخفیف شگفت انگیز
  • 274
  • 56171 مرتبه
محاسبه گشتاور و نسبت تبدیل در گیربکس صنعتی

محاسبه گشتاور و نسبت تبدیل در گیربکس صنعتی

دوشنبه 16 بهمن 1402

در دنیای امروز، گیربکس‌های صنعتی نقش بسیار مهم و حیاتی در انتقال قدرت و تغییر سرعت ایفا می‌کنند. اما درک عملکرد گیربکس، بدون شناخت مفاهیم پایه مانند نسبت تبدیل و گشتاور کمی دشوار به نظر می‌رسد.
گشتاور و نسبت تبدیل، دو عامل مهم در انتخاب گیربکس صنعتی مناسب هستند. گشتاور نیروی چرخشی است که توسط بار، در فاصله‌ای دور از مرکز چرخش اعمال می‌شود و نسبت تبدیل مشخص‌کننده میزان تغییرات سرعت ورودی و خروجی گیربکس است.
مقادیر گشتاور و نسبت تبدیل گیربکس را می‌توان از طریق پلاک خوانی گیربکس صنعتی یا مطالعه کاتالوگ آن‌ به دست آورد؛ اما در مواردی که پلاک و کاتالوگ در دسترس نیست، می‌توانید با استفاده از روش‌هایی که در این مقاله می‌آید، این دو عامل را محاسبه کنید. از آن جایی که برای محاسبه گشتاور به نسبت دنده نیاز داریم، اولین قدم محاسبه نسبت تبدیل گیربکس است.

نسبت تبدیل گیربکس چیست؟

به نسبت دور ورودی به دور خروجی، نسبت تبدیل یا نسبت دنده گیربکس گفته می‌شود.  نسبت دنده گیربکس، مشخص‌کننده میزان تغییرات دور ورودی از الکتروموتور در خروجی گیربکس صنعتی است. در واقع این نسبت مشخص می کند که شفت ورودی، چند دور باید بچرخد تا شفت خروجی یک دور بزند. نسبت دنده گیربکس با استفاده از فرمول زیر محاسبه می‌شود:

Ratio (i)=n1/n2

در فرمول بالا، n1 تعداد دور ورودی گیربکس بر دقیقه و n2 تعداد دور خروجی گیربکس بر دقیقه است. البته برای محاسبه نسبت تبدیل گیربکس، روش‌های دیگری نیز وجود دارد که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم.

محاسبه نسبت تبدیل بر اساس تعداد دندانه‌ها

یکی از روش‌های محاسبه نسبت تبدیل، شمارش تعداد دندانه‌های چرخ‌دنده‌های گیربکس است. اولین چرخ‌دنده «دنده محرک» نام دارد که به شفت الکتروموتور متصل می‌شود. سپس «دنده‌های واسط» و در نهایت «دنده تابع» قرار دارد که به شفت خروجی گیربکس متصل است. برای محاسبه نسبت تبدیل بر اساس تعداد دندانه‌ها باید از چرخ‌دنده متصل به شفت خروجی شروع کنید و نسبت تبدیل آن را با دنده واسطه قبلی به دست آورید؛

i= G2/G1

در این فرمول، G2 تعداد دندانه‌های چرخ‌دنده تابع و G1 تعداد دندانه‌های چرخ‌دنده محرک است؛ به یاد داشته باشید که هر دنده واسط، در واقع دنده محرک، چرخ‌دنده بعد از خود است. محاسبه نسبت دنده جفت دنده‌ها ادامه دهید تا به چرخ‌دنده محرک برسید. در نهایت همه نسبت‌های به دست آمده را در هم ضرب کنید تا نسبت دنده نهایی مشخص شود. 

محاسبه نسبت تبدیل گیربکس براساس تعداد دندانه های چرخ دنده ها

البته این روش محدودیت‌هایی نیز دارد:

  1. به‌ عنوان‌ مثال در گیربکس هلیکال بعضی دنده‌ها روی یک محور بوده و با سرعت یکسانی نسبت به هم می‌چرخند؛ نسبت تبدیل این دنده‌ها یک بوده و نباید تعداد دندانه‌های آن‌ها را تقسیم کنید.
  2. همچنین نسبت تبدیل گیربکس حلزونی را نمی‌توان از تقسیم تعداد دندانه‌های چرخ‌دنده حلزونی به تعداد رزوه‌های ماردون محاسبه کرد؛ در این گیربکس‌ها نسبت دنده فقط از روش نسبت دور ورودی به خروجی به دست می‌آید.

محاسبه نسبت تبدیل گیربکس حلزونی

روش‌های مختلفی برای تشخیص یا محاسبه نسبت تبدیل گیربکس حلزونی وجود دارد؛ این روش‌ها عبارت‌اند از:

  1. بررسی پلاک گیربکس: اولین و سریع‌ترین راه برای تشخیص نسبت تبدیل گیربکس‌های حلزونی و سایر گیربکس‌های صنعتی، بررسی مشخصات روی پلاک است. نسبت تبدیل گیربکس معمولاً با علامت i یا Ratio روی پلاک مشخص می‌شود.
  2. بررسی بدنه و دنده‌ها: در اکثر گیربکس‌های تیپ VF/MVF، نسبت تبدیل معمولاً روی دری پشت گیربکس با سنبه کوب حک می‌شود. همچنین ممکن است نسبت تبدیل گیربکس به‌وسیله یک برچسب به بدنه نصب شود. علاوه بر این روی چرخ‌دنده حلزونی معمولا نسبت تبدیل حک می‌شود.
  3. شمارش تعداد دندانه‌ها: یکی دیگر از راه‌های محاسبه نسبت تبدیل گیربکس حلزونی، تقسیم تعداد دندانه‌های چرخ‌دنده حلزونی به تعداد راه‌ها ماردون است.

نکته: در روش شماره 3، حتماً باید تعداد راه‌های ماردون حلزونی را محاسبه کنید که در ادامه به آن می‌پردازیم.

محاسبه تعداد راه‌های ماردون حلزونی

برای محاسبه تعداد راه‌های ماردون حلزونی طبق مراحل زیر عمل کنید:

  1. برای این روش، باید ماردون حداقل یک دور کامل بچرخد.
  2.  یک ماژیک را بر روی اولین دندانه ماردون قرار دهید.
  3.  ماردون را یک دور بچرخانید؛ مطمئن شوید که در حین چرخش، ماژیک با دندانه‌های ماردون در تماس است.
  4.  اگر بعد از یک دور چرخش ماردون، دندانه اول و دوم رنگ شد، ماردون تک راه است. اگر دندانه اول و سوم رنگ شد، ماردون دوراه است. اگر دندانه اول و چهارم رنگ شد، ماردون سه‌راه است و … .

گشتاور گیربکس چیست؟

گشتاور یا Torque، به تمایل یک نیرو برای چرخاندن یک جسم حول محور مشخص گفته می‌شود. به عبارت ساده‌تر، گشتاور به میزان چرخشی که یک نیرو می‌تواند به یک جسم اعمال کند اشاره می‌کند. گشتاور یک کمیت برداری است و دارای مقدار و جهت است. ابتدایی‌ترین فرمول برای محاسبه گشتاور گیربکس به شرح زیر است:

گشتاور= نیرو * فاصله عمودی بین نقطه اعمال نیرو و محور چرخش

برای درک بهتر این موضوع بهتر است یک مثال بزنیم:
تصور کنید که با یک آچار قصد دارید یک پیچ را باز کنید. در این مثال نیرو توسط دست شما اعمال می‌شود، مرکز چرخش پیچ است و طول آچار فاصله بین مرکز چرخش تا مرکز اعمال نیرو است؛ بنابراین مقدار گشتاور به نیروی دست شما و طول آچار بستگی دارد.
باتوجه‌به اینکه واحد اندازه‌گیری نیرو نیوتن بوده و فاصله را با واحد متر می‌سنجند، واحد اندازه‌گیری گشتاور نیوتن متر (N.m) است. 

در گیربکس‌های صنعتی، نیروی موتور توسط شفت ورودی به چرخ‌دنده اول اعمال می‌شود. دندانه‌های این چرخ‌دنده و دنده بعدی با هم درگیر بوده و نقطه اعمال نیرو در چرخ‌دنده دوم، دندانه‌ها هستند؛ ولی مرکز چرخش همچنان، مرکز چرخ‌دنده است. برای مثال در تصویر زیر، نیروی بار (F) به دنده‌ها اعمال می‌شود و چرخش یا گشتاور (T) با فاصله‌ای مشخص (L) در مرکز چرخ‌دنده اتفاق می‌افتد. 

فرمول محاسبه گشتاور گیربکس

محاسبه گشتاور گیربکس 

گشتاور یکی از پارامترهای مهم در انتخاب گیربکس‌های صنعتی است و نشان‌دهنده نیروی چرخشی اعمال شده به شفت یا چرخ‌دنده است. گشتاور بر اساس نیوتون متر (Nm) بیان شده و به روش‌های مختلفی محاسبه می‌شود؛ ساده‌ترین راه برای محاسبه گشتاور گیربکس بر اساس فرمول زیر است:

گشتاور خروجی = گشتاور ورودی * نسبت تبدیل * راندمان گیربکس

به نسبت نیروهای ورودی به خروجی چرخ‌دنده‌ها، راندمان گیربکس گفته می‌شود و مقدار تقریبی آن باتوجه‌به نوع دنده در جدول زیر مشخص شده است.

نوع دند ه   راندمان تقریبی ماشین η (%)
دنده ساده (در گیربکس‌های خورشیدی)

      98 تا 99.5 درصد؛ 

راندمان چ رخ‌دنده هلیکال به دلیل زاویه دندانه ها و نیروی رانشی کمتر از چرخ دنده ساده اس ت. 

دنده هلیکال 
دنده هلیکال دوتایی ی ا جناغی
دنده داخلی  (بیشتر در گیربکس‌های خورشیدی)
دنده مخروطی ساده  98 تا 99 درصد
دنده مخروطی مارپیچ یا هلیکال 
دنده حلزونی     30 تا 90 درصد (با توجه به برند و کیفیت ساخت)
  چرخ دنده پیچ (گیربکس جک اسکرو) 70 تا 95 درصد

برای محاسبه گشتاور گیربکس به صورت دقیق، باید متغیرهایی مانند توان ورودی، نسبت دنده، راندمان و سرعت گیربکس را در نظر گرفت؛ فرمول محاسبه گشتاور شفت خروجی گیربکس به شرح زیر است:

 T2 = P1*9550/n2*η

مفهوم علامت
گشتاور خروجی (نیوتون متر) T2
توان ورودی (کیلووات) P1
سرعت خروجی (دور بر دقیقه) n2
سرعت ورودی (دور بر دقیقه) n1
راندمان (درصد) η

با استفاده از فرمول فوق، علاوه بر محاسبه گشتاور شفت گیربکس، توان الکتروموتور متناسب با گیربکس را نیز می‌توان یافت. 

رابطه گشتاور و سرعت

گشتاور و سرعت رابطه معکوس دارند؛ به‌عبارت‌دیگر، با افزایش سرعت، گشتاور کاهش یافته و با کاهش سرعت گشتاور افزایش می یابد. فرمول محاسبه توان عبارت است از:

 P = T * ω

دراین‌رابطه:

  •  P : توان
  •  T : گشتاور
  •  ω : سرعت زاویه‌ای

باتوجه‌به اینکه در این فرمول توان ثابت است، با افزایش سرعت، گشتاور کاهش می‌یابد و بالعکس.

تبدیل دور موتور به ‌سرعت خروجی گیربکس

برای تبدیل دور موتور به سرعت یا دور خروجی گیربکس، باید سرعت الکتروموتور و نسبت دنده گیربکس را داشته باشیم. سرعت خروجی گیربکس از تقسیم سرعت موتور بر نسبت دنده به دست می‌آید و بر حسب دور بر دقیقه بیان می‌شود.

نتیجه‌گیری

معمولاً هنگام انتخاب گیربکس، سؤال‌های زیادی در ذهن افراد شکل می‌گیرد؛ از جمله:

  • آیا این گیربکس گشتاور موردنیاز کاربرد من را تأمین می‌کند؟
  • آیا توان الکتروموتور متناسب با این گیربکس هست یا نه؟
  • باتوجه‌ به سرعت الکتروموتور من، سرعت خروجی این گیربکس چقدر خواهد بود؟

همه این سؤالات در مورد دو پارامتر بسیار مهم گیربکس‌های صنعتی به نام‌های نسبت تبدیل و گشتاور هستند. در این مقاله به‌صورت کاربردی نحوه محاسبه نسبت دنده و گشتاور گیربکس را توضیح دادیم. با این‌حال اگر هنوز هم پاسخ سؤال‌های خود را نیافته‌اید، کارشناسان کالا صنعتی آمادگی ارائه مشاوره تخصصی رایگان به شما عزیزان را دارند.

نظرات
 
   
 

قوانین ارسال نظر

  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با خبر باشد منتشر نخواهد شد.
  • با توجه به آن که امکان موافقت یا مخالفت با محتوای نظرات وجود دارد، معمولا نظراتی که محتوای مشابه دارند، انتشار نمی‌یابند بنابراین توصيه مي‌شود از مثبت و منفی استفاده کنید.
    • 0
    • 0
    سلام من برای تست اینورترهای تعمیری یک دینام سه فاز 5.5 کیلو خریدم، اما به دلیل بدون بار بودن دینام جریان زیادی نمیکشه به نظرتون صرفا جهت ایجاد فشار روی دینام و مصرف توان بالاتر ، وصل کردنش به یک گیربکس کار درستیه؟ و برای اینکار گیربکس با چه ظریب تبدیلی مناسبه؟
    • 1
    • 1
    با سلام....کسانی که میخان گشتاور گیربکس را حساب کنند ومعادلات ریاضی براشون سخته اگه گیربکس متغیر نباشه باید شفت ورودی را بچرخونند و تعداد چرخیدن شفت خروجی را بدست بیاورند
    • کاربر سایت

      1402/10/17 07:51:45
      • 1
      • 1

      با سلام جناب محمدی عزیز

      با این روش که فرمودید، نسبت تبدیل بدست میاد ولی گشتاور خیر.

    • 1
    • 1
    سلام، در فرمول محاسبه نسبت تبدیل بر اساس تعداد دندانه ها، چرا باید نسبت دنده جفت دنده ها رو در هم ضرب کنیم؟
    • کاربر سایت

      1402/10/09 08:43:10
      • 1
      • 0

      سلام وقت بخیر

      نسبت تبدیل گیربکس نشون دهنده اینه که سرعت ورودی چقدر باید کاهش پیدا کنه تا سرعت خروجی بدست بیاد. هر جفت دنده، نسبت تبدیل مشخصی داره و بر اساس اون دور ورودی رو به چرخ دنده بعد از خودش منتقل میکنه و همینطور دنده دوم دور را با نسبت کاهشی به دنده یا شفت بعد از خودش منتقل میکنه. بنابراین باید نسبت دنده هر جفت دنده رو در هم ضرب کنیم تا نسبت تبدیل کلی گیربکس مشخص بشه. امیدواریم که این توضیح براتون مفید باشه.

    • 1
    • 1
    باسلام اگر گیربکس باضریب دور کمتر انتخاب شود در کمپرسور ایا مصرف بخار کمپرسور بالا می رود؟لطفا برای حل این مشکل وتهیه گیربکس مناسب راهنمایی بفرمایید ۰۹۱۷۷۷۰۴۱۵۷
    • کاربر سایت

      1402/09/07 08:31:24
      • 1
      • 1

      سلام دوست عزیز

      بله اگر گیربکس با ضریب دور کمتر انتخاب شود مصرف بخار کمپرسور بالا میرود و در این حالت کمپرسور برای تامین گشتاور مورد نیاز انرژی بیشتری مصرف می کند. کمپرسور برای چرخیدن با سرعت کم باید نیروی بیشتری را وارد کند و این افزایش نیرو باعث افزایش مصرف انرژی کمپرسور می شود. ضریب دور گیربکس باید طوری انتخاب شود که گشتاور خروجی گیربکس مساوی گشتاور مورد نیاز کمپرسور باشد و اگر گشتاور خروجی گیربکس بیشتر از گشتاور مورد نیاز کمپرسور باشد، مصرف بخار کمپرسور زیاد می شود.

    • 1
    • 1
    با سلام و احترام لطفا در خصوص ارتباط قفل کن یا تنشن المنت با گشتاور انتقالی در یک یونیت نوارنقاله و چگونگی انتخاب ان چنانچه استاندارد یا فرمول خاصی وجود داشته باشد بفرمایید
    • 1
    • 2
    سلام گیربکس برا موتور لنج ۵۰۰تنی چوبی موتور میتسوبیشی ۱۰۳۰ اسب بخار چه گیربکسی مناسبه الان ۱به ۳.۵ روشه اصلا قدرت نداره اللخصوص با بار
    • امیر جلالی

      1401/10/05 08:22:20
      • 3
      • 0

      با سلام و احترام

      برای انتخاب گیربکس صنعتی با کارشناسان فروش در کالا صنعتی تماس حاصل فرمایید.

       

      با سپاس

    • 2
    • 3
    با سلام آیا با کاهش یا افزایش اندازه چرخدنده ها نسبت به یکدیگر علاوه بر سرعت چرخش آنها میزان قدرت آنها نیز تغییر می کند یا خیر؟
    • امیر جلالی

      1401/10/05 08:23:29
      • 2
      • 0

      سرعت و قدرت در گیربکس ها رابطه عکس دارند. هر زمانی که دور را کاهش دهید قطعاً قدرت افزایش خواهد یافت و برعکس

    • 2
    • 0
    با سلام و عرض خسته نباشید و تشکر از مطالب مفیدتون بنده یک الکتروموتور 45 کیلووات و یه گیربگس با نسبت تبدیل 573 میخوام باهاش یک مخزن 330 تنی رو با سرعت 1.2 دور بر دقیقه بچرخانم میخواستم در اینخصوص راهنمایی بفرمایید باتشکر
    • 1401/01/22 13:57:58
      • 2
      • 0

      با سلام و احترام
      این انتخاب نیاز به مشاوره دارد. لطفاً با شماره تماس 02188544230 در تماس باشید.

    • 2
    • 4
    با سلام خسته نباشید به شما عزیزان من یک گیربکسی میخوام که قدرت نیرو ورودی یک بیستم قدرت خروجی باشه و دور خروجی هم بالا باشه اگه کسی می‌تونه کمکم کنه ممنون میشم میتونیم باهاش کار کنیم
    • 1
    • 11
    درود بر شما گیربکسی نیاز دارم که سرعت ۱۴۰۰ دور را به ۲۶۰ دور تبدیل کند و قدرت خروجی بالایی داشته باشد محاسبات فنی این مورد را نیز نمیدانم
    • 0
    • 0
    با سلام گیربکسی میخوام که با یک نیروی اولیه و بدون استفاده از منبع نیروی دیگه ای برای ساعاتی بهم نیروی چرخشی بده به نوعی خودش نیروی لازم برای ادامه چرخشش رو ایجاد کنه میتونید راهنماییم کنید تشکر
    • ناشناس

      1400/12/16 11:12:52
      • 2
      • 4

      تا حلا دیدی یه جرثقیل خودشو بلند کنه ؟

    • 2
    • 3
    سلام خسته نباشید ببخشید میخواستم بدونم این گیربکس خورشید تو صنعت خودرو سازی هم وجود داره
    • رضا

      1400/11/28 19:09:22
      • 0
      • 0

      بله درگیربکس ماشین اتومات

    • 1
    • 13
    سلام وقت بخیر مطالبتون عالیه سوال من اینه عدد 9.55 از کجا اومده تبدیل یا ضرب چی به چی شده 9.55
    • 3
    • 4
    سلام. الکترو گیربکس مناسب برای یک دستگاه بالابر . ارتفاع جابجایی نهایتا تا180سانت وزن بار ۱۰۰۰تا۱۲۰۰کیلوگرم ابعاد کفی بالابر ۱۰0×140 سانت قابلیت توقف و حرکت حین جابجایی.(هر 5سانت حرکت 1دقیقه توقف ) لطفا راهنمایی بفرمایید چه مدل انتخاب کنیم . با تشکر.
    • 1400/05/09 14:26:33
      • 1
      • 1

      با سلام و احترام

      لطفاً با شماره تماس 02188544230 در تماس باشید

    • 3
    • 15
    موتوری با 1450 دور با پلی بقطر 26.3 را میخواهیم به گیربکس وصل بشود که دور نهایی 35 تا 40 دور حاصل شود قطر پلی گیربکس چقدر باید باشد؟ با تشکر