มุมแรงดันของเกียร์คืออะไร?

มุมแรงดันของเกียร์ที่เหมาะสมจะช่วยให้ลดความเร็ว (Reducer) ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด.

หากมุมแรงดันมีค่ามากเกินไปหรือเล็กเกินไป จะก่อให้เกิดการสึกหรอ เสียงรบกวน และแม้แต่การสูญเสียประสิทธิภาพในการทำงานก่อนกำหนด ในบทความนี้ เราจะอธิบายวิธีการเลือกชนิดของมุมแรงดันเพื่อให้มั่นใจว่าตัวลดความเร็วสามารถใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

1. นิยามของมุมแรงดัน

มุมแรงดันของฟันเฟือง หมายถึง มุมที่เกิดขึ้นระหว่างแนวแรงที่กระทำตามทิศทางการถ่ายทอดแรงระหว่างฟันเฟืองสองตัว กับเส้นสัมผัสของวงกลมสมมุติ (pitch circle) ที่จุดสัมผัสกัน ซึ่งมุมแรงดันนี้เป็นตัวกำหนดทิศทางของแรงที่กระทำต่อฟันเฟืองขณะที่ฟันเฟืองเข้าสัมผัสกัน

2. นิยามของมุมแรงดันขณะทำงาน

มุมแรงดันขณะทำงาน หมายถึง ค่ามุมแรงดันของฟันเฟืองที่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนรูปภายใต้ภาระหรือขณะปฏิบัติงาน ซึ่งเรียกว่า 'มุมแรงดันของฟันเฟืองขณะทำงาน' ระหว่างการดำเนินงานของตัวลดความเร็ว ฟันเฟืองจะเกิดการเปลี่ยนรูป ส่งผลให้จุดสัมผัสเคลื่อนที่ไปและทำให้ค่ามุมแรงดันของฟันเฟืองเปลี่ยนแปลงจากค่าเดิม

3. ชนิดของมุมแรงดัน

•14.5°มุมแรงดัน

14.5 ° มุมแรงดันเกียร์แบบนี้ได้ถูกแทนที่อย่างค่อยเป็นค่อยไปแล้ว เนื่องจากทำให้ฟันเฟืองยาวและบางขึ้น จึงมีแนวโน้มเกิดการรบกวนกันระหว่างการใช้งาน เมื่อเปรียบเทียบกับเฟืองที่มีมุมแรงดันมากกว่า เฟืองชนิดนี้มีประสิทธิภาพในการส่งกำลังต่ำกว่า

•20°มุมแรงดัน

มุมแรงดันเกียร์ 20 องศา ° เป็นมุมแรงดันเกียร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด เฟืองชนิดนี้มีความหนาบริเวณโคนฟันมากขึ้น จึงช่วยลดโอกาสเกิดการรบกวนกัน และมีความสามารถในการรับภาระได้สูงขึ้น

•25°มุมแรงดัน

เมื่อเปรียบเทียบกับเฟืองที่มีมุมแรงดันเล็กกว่า เฟืองชนิดนี้มีฟันที่หนาและสั้นกว่า ไม่ต้องสงสัยเลยว่าความสามารถในการรับภาระของมันจะดีที่สุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากฟันเฟืองมีความหนา จึงต้องการความแม่นยำในการประกอบสูงขึ้น และยังต้องการระดับความสอดคล้องกันของฟันเฟือง (gear meshing) ที่สูงขึ้นด้วย

4. ปัจจัยที่มีผลต่อการเลือกมุมแรงดัน

• ความต้องการในการรับภาระ

โหลดที่คาดการณ์ไว้เป็นปัจจัยหลักในการเลือกมุมแรงดันของฟันเฟือง สำหรับอุปกรณ์ที่มีข้อกำหนดสูงต่อค่าโมเมนต์บิดและโหลด ควรเลือกใช้ฟันเฟืองที่มีมุมแรงดันขนาดใหญ่

• ความเร็วในการรับโหลด

ความเร็วในการทำงานของฟันเฟืองยังส่งผลต่อการเลือกมุมแรงดันอีกด้วย สำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานด้วยความเร็วสูง มักจะเลือกใช้ฟันเฟืองที่มีมุมแรงดัน 20 ° หรือ 25 ° องศา แต่หากเลือกใช้ฟันเฟืองที่มีมุมแรงดัน 14.5 ° องศา จะเกิดเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือน

• ประเภทและการประยุกต์ใช้งานของฟันเฟือง

ประเภทของฟันเฟืองอาจส่งผลต่อการเลือกมุมแรงดัน เนื่องจากรูปร่างเรขาคณิตของฟันเฟืองอาจก่อให้เกิดการเปลี่ยนรูปได้ ในอุตสาหกรรมเฉพาะทาง การเลือกมุมแรงดันของฟันเฟืองอาจขึ้นอยู่กับมาตรฐานและข้อกำหนดเฉพาะของอุตสาหกรรมนั้นๆ