گیربکس چیست؟ (راهنمای جامع)

گیربکس که با نام جعبه دنده نیز شناخته می‌شود، یکی از اجزای اصلی سیستم انتقال قدرت است و به عنوان واسطه‌ای بین منبع تولید نیرو و دستگاه‌های مصرف‌کننده انرژی عمل می‌کند. گیربکس خودرو نقشی حیاتی در کنترل سرعت و گشتاور دارد و عملکرد بهینه آن تأثیر مستقیمی بر کارایی وسیله نقلیه دارد.

گیربکس ماشین نه تنها در خودروها بلکه در صنایع مختلف نیز کاربرد دارد. در این مقاله از سایت کرمان یدک یار (برتر امداد خودرو و یدک کش کرمان)، به بررسی انواع گیربکس چیست، نقش گیربکس خودرو در عملکرد ماشین و تفاوت‌های میان گیربکس‌های صنعتی و خودرویی می‌پردازیم.

وظیفه اصلی گیربکس چیست؟

گیربکس‌ها با ایجاد تغییر در سرعت چرخش و گشتاور، امکان انتقال بهینه نیرو به دستگاه‌های مصرف‌کننده را فراهم می‌کنند. به زبان ساده، گیربکس خودرو نقش کلیدی در تأمین و کنترل قدرت و سرعت مورد نیاز دارد.

گیربکس ماشین این امکان را فراهم می‌کند که خودرو در شرایط مختلف رانندگی، عملکرد مناسبی داشته باشد. تنظیم سرعت و گشتاور توسط گیربکس، کارایی وسیله نقلیه را افزایش داده و باعث بهبود تجربه رانندگی می‌شود.

اجزای گیربکس خودرو

1. محفظه: محفظه یا جعبه دنده، قطعات داخلی گیربکس را از آسیب و ضربه محافظت می‌کند تا عملکرد آنها مختل نشود.

2. شافت: گیربکس خودرو از سه شافت اصلی تشکیل شده است:

   • شافت ورودی: به موتور متصل است و نیروی ورودی را به گیربکس منتقل می‌کند.
   • شافت میانی: نیروی ورودی را دریافت کرده و تغییرات لازم را ایجاد می‌کند.
   • شافت خروجی: نیروی تغییر یافته را به چرخ‌ها منتقل می‌کند.

3. کلاچ: کلاچ یکی از اجزای حیاتی گیربکس است که برای درگیر و جدا کردن چرخ دنده‌ها هنگام تعویض دنده به کار می‌رود. راننده از طریق پدال کلاچ این فرآیند را کنترل می‌کند.

4. چرخ دنده: چرخ دنده‌ها وظیفه ایجاد تغییر در نسبت دنده‌ها را برای تنظیم سرعت و گشتاور بر عهده دارند. پس از تغییرات، نیرو و سرعت از طریق شافت‌ها به چرخ‌ها منتقل می‌شود.

5. دسته دنده: دسته دنده یکی از اجزای بیرونی گیربکس است که به راننده این امکان را می‌دهد تا درگیری دنده‌ها را تنظیم کرده و به خودرو اجازه دهد تا به سرعت‌های مختلف حرکت رو به جلو یا معکوس برسد.

6. کشویی دنده: این قطعه دایره‌ای با شیارهای داخلی و خارجی خود امکان اتصال به شافت و درگیری با چرخ دنده‌ها را فراهم می‌کند. این جزء اجازه می‌دهد تا دنده مورد نظر وارد سیستم انتقال قدرت شود.

7. ماهک و میل ماهک:

   • ماهک: قطعه‌ای هلالی شکل است که با کشویی دنده در ارتباط بوده و چرخ دنده‌ها را در مکان‌های خاص خود قرار می‌دهد تا سرعت دلخواه تنظیم شود.
   • میل ماهک: قطعه‌ای است که از یک طرف به دسته دنده و از طرف دیگر به ماهک متصل است. حرکت دسته دنده باعث جابجایی میل ماهک می‌شود و از این طریق، چرخ دنده‌ها درگیر یا جدا می‌شوند.

8. بلبرینگ: این قطعه به کاهش اصطکاک بین شافت‌ها و چرخ دنده‌ها کمک می‌کند تا چرخش آنها به‌طور روان و بدون مشکلات فنی انجام شود.

این مطلب جالبه! : مزایا و معایب دوگانه سوز کردن خودروها

اطلاعات خودتو افزایش بده : چراغ های پشت آمپر خودرو به چه معناست؟

اجزای گیربکس صنعتی

1. محفظه: محفظه یا جعبه دنده، قطعات داخلی گیربکس را از آسیب و ضربه محافظت می‌کند تا عملکرد آنها تحت تأثیر قرار نگیرد.

2. چرخ دنده: چرخ دنده‌ها بخش کلیدی گیربکس صنعتی هستند که نسبت‌های تبدیل، سرعت‌ها و گشتاورهای مختلفی را بر اساس تعداد، مدل و ترتیب دنده‌های داخل گیربکس تعیین می‌کنند. این اجزاء تأثیر مستقیم بر کارایی و عملکرد گیربکس دارند.

3. شافت: گیربکس‌های صنعتی معمولاً از دو شافت اصلی تشکیل شده‌اند:

   • شافت ورودی: نیرو از این شافت به گیربکس منتقل می‌شود.
   • شافت خروجی: پس از انجام تغییرات لازم در گیربکس، نیرو از این شافت به خارج از دستگاه منتقل می‌شود.

4. بلبرینگ: بلبرینگ‌ها برای افزایش دوام و کاهش اصطکاک طراحی شده‌اند و وظیفه دارند تا بارهای وارد شده به شافت را در گیربکس‌های صنعتی تحمل کرده و عمر مفید گیربکس را افزایش دهند.

این مقاله هم مفیده : کاهش روغن موتور- چرا خودرو روغن کم میکنه

عملکرد گیربکس خودرو

عملکرد اصلی گیربکس خودرو به این صورت است که قدرت چرخشی تولید شده توسط موتور را گرفته و به چرخ‌ها منتقل می‌کند. وقتی ماشین روشن می‌شود، موتور نیروی لازم را تولید می‌کند، اما این نیرو به چرخ‌ها منتقل نمی‌شود. با استفاده از کلاچ، ارتباط بین موتور و گیربکس برقرار می‌شود و گیربکس نیرو را دریافت می‌کند.

سپس با تعویض دنده، ارتباط بین گیربکس و چرخ‌ها برقرار شده و نیرو به چرخ‌ها منتقل می‌شود که باعث حرکت آن‌ها و در نهایت حرکت خودرو می‌شود. همچنین، با استفاده از کلاچ و تغییر دنده، نسبت چرخش چرخ‌ها تنظیم می‌شود. این فرآیند به راننده این امکان را می‌دهد تا سرعت و قدرت خودرو را بهتر کنترل کند.

برای افزایش قدرت در چرخ‌ها، باید دنده را کاهش داد و برای افزایش سرعت، دنده را بالا برد. این تغییرات در دنده‌ها اصطلاحاً کاهش یا افزایش دنده گفته می‌شود، که در واقع به معنای تغییر نسبت سرعت ورودی و خروجی است.

به عنوان مثال ساده‌ای از تعویض دنده، می‌توان به دوچرخه‌سواری اشاره کرد که در آن با تغییر دنده‌ها، سرعت بر اساس شیب مسیر تنظیم می‌شود تا حرکت روان و کارآمد ادامه یابد.

آیا این مطلب را میخوانید : تشخیص مشکلات دینام خودرو

عملکرد گیربکس صنعتی

گیربکس‌های صنعتی برای دریافت توان ورودی به موتورهای الکتریکی متصل می‌شوند. پس از برقرار شدن این اتصال، نیروی ورودی از طریق شفت به گیربکس منتقل می‌شود. سپس، بر اساس سرعت ورودی دریافتی از موتور الکتریکی و نسبت دنده‌های گیربکس، گشتاور و سرعت خروجی تعیین شده و از طریق شفت خروجی به دستگاه مورد نظر منتقل می‌شود.

این فرآیند امکان کنترل دقیق سرعت و گشتاور را فراهم می‌آورد، به طوری که می‌توان به‌طور بهینه قدرت لازم برای عملکرد دستگاه‌های صنعتی مختلف را تأمین کرد.

تفاوت‌های گیربکس خودرو و گیربکس صنعتی

1. طراحی و کاربرد:
   تفاوت اصلی بین گیربکس خودرو و گیربکس صنعتی در طراحی و کاربرد آنهاست. گیربکس‌های صنعتی برای عملیات طولانی مدت و ثابت بدون تغییرات قابل توجه در ویژگی‌ها و تنظیمات طراحی می‌شوند. در مقابل، گیربکس‌های خودرو به‌طور مداوم نیاز به تغییر نسبت دنده‌ها و سایر مشخصات فنی دارند تا با شرایط مختلف رانندگی، مانند شروع حرکت، توقف و تغییر سرعت، هماهنگ شوند.

2. نسبت دنده و گشتاور:
   در گیربکس‌های صنعتی، زمانی که یک گیربکس برای دستگاه خاصی نصب می‌شود، معمولاً نسبت دنده و گشتاور ثابت می‌ماند. به عنوان مثال، در یک گیربکس برای تسمه نقاله، سرعت و نیرو معمولاً ثابت است. در مقابل، در گیربکس‌های خودرو، تغییرات مکرر در نسبت دنده و گشتاور برای تطابق با شرایط رانندگی و بهینه‌سازی عملکرد وسیله نقلیه لازم است.

3. نیاز به تغییرات مکرر:
   در گیربکس‌های خودرو، به‌ویژه هنگام استارت یا توقف وسیله نقلیه، باید بین موتور و دنده‌ها اتصال یا قطع برقرار شود. همچنین در خودروها، برای تغییر سرعت یا کاهش مصرف سوخت، نیاز به افزایش یا کاهش دنده‌ها وجود دارد که باعث تغییر مداوم ضرایب دنده و ضریب تبدیل می‌شود. این در حالی است که گیربکس‌های صنعتی به‌طور معمول به تنظیمات مکرر نیاز ندارند.

4. رابطه قدرت و سرعت:
   در گیربکس‌های خودرو، برای دستیابی به سرعت‌های بالاتر به قدرت بیشتری نیاز است. در اینجا، قدرت و سرعت رابطه مستقیم با هم دارند؛ به این معنی که برای افزایش سرعت، باید قدرت بیشتری به چرخ‌ها منتقل شود. اما در گیربکس‌های صنعتی، رابطه بین سرعت و گشتاور معکوس است. به عبارت دیگر، برای افزایش گشتاور باید سرعت کاهش یابد، که این برای کاربردهای خاص صنعتی مانند جرثقیل‌ها یا نوارهای نقاله ضروری است.

انواع گیربکس

گیربکس ها بر اساس پارامترهای مختلف به چند دسته تقسیم می شوند که هر کدام ویژگی های منحصر به فرد خود را دارند و برای کاربردهای خاصی طراحی شده اند.

از آنجایی که پارامترهای طبقه بندی در گیربکس های صنعتی با گیربکس های خودرو متفاوت است، هر دسته را جداگانه بررسی می کنیم.

این مطلب را هم پیشنهاد میکنیم : زمان تعویض تسمه تایم

انواع گیربکس خودرو

گیربکس های خودرو به 3 دسته اتوماتیک، نیمه اتوماتیک و دستی تقسیم می شوند.

گیربکس‌های دستی

در گیربکس‌های دستی، راننده با فشار دادن کلاچ ارتباط بین موتور و گیربکس را قطع کرده و از طریق دسته دنده، دنده‌ها را تعویض می‌کند. این نوع گیربکس‌ها در دو نوع ترتیبی و غیر ترتیبی موجود هستند:

1. گیربکس ترتیبی: در این نوع گیربکس‌ها، دنده‌ها باید به ترتیب خاصی تعویض شوند. به عنوان مثال، پس از دنده 2 باید به دنده 3 و سپس به دنده 4 بروید. برای کاهش دنده‌ها نیز باید به ترتیب مشخصی عمل کنید، مشابه تعویض دنده‌ها در موتورسیکلت‌ها. این نوع گیربکس‌ها دیگر در خودروها استفاده نمی‌شوند.

2. گیربکس غیر ترتیبی: در گیربکس‌های غیر ترتیبی که در خودروها استفاده می‌شود، می‌توان مستقیماً از دنده 2 به دنده 4 رفت و نیازی به رعایت نظم خاصی در تعویض دنده‌ها نیست.

گیربکس‌های اتوماتیک

در گیربکس‌های اتوماتیک، تعویض دنده به صورت خودکار و بر اساس سرعت خودرو انجام می‌شود و راننده هیچ نقشی در این فرآیند ندارد. پس از روشن کردن خودرو، راننده دنده را در حالت درایو قرار می‌دهد و سیستم به طور خودکار دنده‌ها را تعویض می‌کند تا سرعت خودرو افزایش یا کاهش یابد. گیربکس‌های اتوماتیک به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند:

• AT (Automatic Transmission): گیربکس خودکار استاندارد که به‌طور خودکار دنده‌ها را تعویض می‌کند.
• AMT (Automated Manual Transmission): گیربکس دستی اتوماتیک که در آن تعویض دنده به‌طور خودکار صورت می‌گیرد اما ساختار داخلی مشابه گیربکس‌های دستی دارد.
• CVT (Continuously Variable Transmission): گیربکس با انتقال پیوسته که در آن نسبت دنده به‌طور مداوم و بدون توقف تغییر می‌کند.
• DCT (Dual-Clutch Transmission): گیربکس دوکلاچه که از دو کلاچ برای تعویض دنده‌های سریع‌تر و روان‌تر استفاده می‌کند.

گیربکس‌های نیمه اتوماتیک

گیربکس نیمه اتوماتیک ترکیبی از ویژگی‌های گیربکس دستی و اتوماتیک است. در این نوع گیربکس‌ها، راننده می‌تواند بین حالت دستی و حالت اتوماتیک انتخاب کند:

• در حالت دستی، راننده خود دنده‌ها را تعویض می‌کند.
• در حالت اتوماتیک، گیربکس به صورت خودکار دنده‌ها را بر اساس شرایط خودرو تعویض می‌کند.

این ویژگی به راننده انعطاف‌پذیری بیشتری در کنترل خودرو می‌دهد و در برخی خودروها این امکان وجود دارد که راننده بسته به شرایط، از هر دو حالت استفاده کند.

انواع گیربکس صنعتی

گیربکس‌های صنعتی براساس فاکتورهای مختلفی مانند نوع چرخ دنده، محور و مکانیزم تقسیم‌بندی می‌شوند. یکی از رایج‌ترین دسته‌بندی‌ها بر اساس نوع چرخ دنده‌ها است.

دسته‌بندی براساس نوع چرخ دنده

گیربکس‌های صنعتی این دسته بر اساس نوع دنده‌هایی که در طراحی خود استفاده می‌کنند، تقسیم‌بندی می‌شوند. این دسته‌بندی شامل پنج مدل اصلی است:

1. گیربکس حلزونی: این نوع گیربکس‌ها از چرخ دنده‌های حلزونی برای انتقال قدرت استفاده می‌کنند. آنها معمولاً برای انتقال نیرو در شرایطی که تغییر جهت نیاز است، به کار می‌روند.

2. گیربکس سیاره‌ای: در این نوع گیربکس، مجموعه‌ای از دنده‌ها به صورت سیاره‌ای حول یک دنده مرکزی می‌چرخند. گیربکس‌های سیاره‌ای به دلیل طراحی خاص خود، قادر به ارائه گشتاور بالا در ابعاد کوچک هستند.

3. گیربکس پینیون دنده مخروطی: این گیربکس‌ها از دنده‌های مخروطی برای انتقال قدرت استفاده می‌کنند. آنها معمولاً برای تغییر جهت حرکت و انتقال نیرو در زاویه خاص به کار می‌روند.

4. گیربکس مخروطی: در این نوع گیربکس‌ها، دنده‌ها به صورت مخروطی شکل طراحی می‌شوند که امکان انتقال نیرو در زاویه‌های مختلف را فراهم می‌کند.

5. گیربکس حلزونی دوبل: این نوع گیربکس مشابه گیربکس حلزونی است اما از دو جفت چرخ دنده حلزونی برای انتقال نیرو استفاده می‌کند، که باعث بهبود گشتاور و کاهش اصطکاک می‌شود.

گیربکس‌های صنعتی دارای ویژگی‌های خاص و منحصر به فردی هستند که آنها را برای استفاده در صنایع خاصی مناسب می‌سازد. هر کدام از این گیربکس‌ها برای شرایط خاص صنعتی طراحی شده‌اند و عملکرد بهینه‌ای را در محیط‌های مختلف فراهم می‌کنند.

برای بررسی دقیق‌تر و تخصصی‌تر انواع گیربکس‌های صنعتی و ویژگی‌های هر یک، به سایت شهباز موتور مراجعه کنید.

دسته بندی براساس نوع محور

منظور از دسته بندی براساس نوع محور در واقع توجه به نحوه قرار گیری شافت ورودی و خروجی نسبت به یکدیگر است.

قرارگیری شافت ها به 3 شکل شافت مستقیم، شافت موازی و شافت بغل است.

دسته بندی بر اساس مکانیزم

گیربکس ها بر اساس مکانیزم به دو دسته گیربکس های کاهشی و گیربکس های افزایشی تقسیم می شوند.

اصطلاح کاهش و افزایش نشان می دهد که سرعت خروجی یا کمتر یا بیشتر از سرعت ورودی است. اکثر گیربکس های موجود و معرفی شده از نوع کاهشی هستند.

این مقاله هم خوبه : چرا رادیاتور خودرو آب کم میکنه؟

پرکاربردترین گیربکس خودرو

در گذشته، گیربکس دستی یکی از پرکاربردترین انواع گیربکس خودرو بود که در بسیاری از خودروها استفاده می‌شد. اما با پیشرفت تکنولوژی و تغییر نیازهای رانندگان، استفاده از گیربکس‌های نیمه اتوماتیک و گیربکس‌های اتوماتیک رو به افزایش است. دلیل این تغییر، راحتی و آسایشی است که گیربکس‌های اتوماتیک برای رانندگان فراهم می‌کنند، زیرا نیازی به تعویض دستی دنده‌ها نیست و راننده می‌تواند تمرکز بیشتری بر روی رانندگی داشته باشد.

پرکاربردترین گیربکس صنعتی

در بین انواع مختلف گیربکس‌های صنعتی، گیربکس‌های حلزونی به عنوان یکی از رایج‌ترین و پرکاربردترین انواع شناخته می‌شوند. این گیربکس‌ها به دلیل نیاز به فضای نصب کوچکتر و وزن سبک‌تر در مقایسه با سایر گیربکس‌ها، در صنایع مختلف بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر این، گیربکس‌های حلزونی و گیربکس‌های سیاره‌ای به دلیل قیمت مقرون به صرفه و گشتاوری که تولید می‌کنند، محبوبیت زیادی دارند و در بسیاری از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.