गियर ड्राइव: सिद्धांत, वर्गीकरण और औद्योगिक अनुप्रयोग

1 परिचय

2. संचालन सिद्धांत

मुख्य लाभ

• सटीक और स्थिर संचरण अनुपात , लगभग कोई फिसलन नहीं।

• उच्च यांत्रिक दक्षता , आमतौर पर 95%-99.5%.

• व्यापक शक्ति और गति सीमा ।मिलिवाट से मेगावाट तक

• कॉम्पैक्ट संरचना । सीमित स्थापना स्थानों के लिए उपयुक्त

• लंबी सेवा जीवन और उच्च विश्वसनीयता । निरंतर संचालन के लिए

3. सामान्य गियर वर्गीकरण

1. स्पर गियर्स

• दांत शाफ्ट अक्ष के समानांतर होते हैं; निर्माण में आसान और लागत प्रभावी।

• के लिए उपयोग किया जाता है समानांतर शाफ्ट ड्राइव .

• मध्यम-निम्न गति और हल्के-मध्यम भार अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।

2. पेचदार गियर्स

• दांतों को हेलिक्स कोण पर काटा जाता है, जिससे लंबी संपर्क रेखाएं और उच्च संपर्क अनुपात मिलता है।

• की विशेषताएं सुचारू संचालन, कम शोर और उच्च भार क्षमता .

• गियरबॉक्स, ऑटोमोबाइल और सटीक मशीनरी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

3. बेवल गियर्स

• के लिए डिज़ाइन किया गया । शाफ्ट ड्राइव को इंटरसेक्ट करने आमतौर पर 90° पर

• सीधे बेवल गियर: सरल संरचना, कम गति वाले अनुप्रयोग।

• सर्पिल और हाइपोइड बेवल गियर: वाहन एक्सल और निर्माण मशीनरी के लिए हेवी-ड्यूटी, स्मूथ ड्राइव।

4. वर्म गियर्स

• के लिए उपयोग किया जाता है गैर-प्रतिच्छेदी लंबवत शाफ्ट .

• प्रदान करता है ; उच्च कमी अनुपात और शांत संचालन कुछ स्व-लॉकिंग हैं।

• एलिवेटर, होइस्ट और इंडेक्सिंग तंत्र में लागू किया जाता है।

5. ग्रहों के गियर

• कॉम्पैक्ट, उच्च टॉर्क घनत्व और समाक्षीय आउटपुट।

• एकाधिक दांत भार साझा करते हैं, जिससे हेवी-ड्यूटी प्रदर्शन सक्षम होता है.

• रोबोटिक्स, नई ऊर्जा वाहनों और सर्वो रिड्यूसर में उपयोग किया जाता है।

4. कुंजी गियर डिज़ाइन पैरामीटर

• मॉड्यूल (एम) - दांत के आकार और भार क्षमता का मूल सूचकांक।

• दांतों की संख्या (z) - संचरण अनुपात निर्धारित करती है:

  मैं=z1z2

• दबाव कोण (α) - मानक मान सामान्यतः 20° होता है.

• हेलिक्स कोण (β) - चिकनाई और अक्षीय लोडिंग को प्रभावित करता है।

• ट्रांसमिशन अनुपात (i) - गति और टॉर्क रूपांतरण को परिभाषित करता है।

• केंद्र की दूरी (ए) - असेंबली और ताकत को प्रभावित करती है।

• चेहरे की चौड़ाई (बी) - भार क्षमता को सीधे प्रभावित करती है।

5. गियर सटीकता ग्रेड

• 0-2 : मेट्रोलॉजी और उच्च-स्तरीय उपकरणों के लिए अल्ट्रा-प्रिसिजन।

• 3-5 : उच्च गति परिशुद्धता मशीनरी।

• 6-8 : सामान्य औद्योगिक गियरबॉक्स, ऑटोमोटिव ट्रांसमिशन।

• 9-12 : कम गति, भारी शुल्क, कृषि और खनन मशीनरी।

• संचयी पिच त्रुटि

• प्रोफ़ाइल विचलन

• लीड विचलन

• रेडियल रनआउट

6. सामग्री और ताप उपचार

विशिष्ट सामग्री

• कार्बन स्टील्स : सामान्य प्रयोजन के गियर के लिए 45# स्टील।

• मिश्र धातु इस्पात : मध्यम-भारी भार के लिए 40Cr, 42CrMo।

• केस-हार्डनिंग स्टील्स : उच्च प्रदर्शन वाले गियर के लिए 20CrMnTi, 20CrMo।

• कच्चा लोहा : कम गति, कम लागत वाले अनुप्रयोगों के लिए ग्रे आयरन, लचीला लोहा।

• प्लास्टिक : हल्के भार, कम शोर वाले उपकरणों के लिए नायलॉन, पीओएम।

ताप उपचार प्रक्रियाएँ

• शमन और तड़का - समग्र कठोरता में सुधार करता है।

• सतह सख्त करना - कठोर सतह, कठोर कोर।

• कार्बराइजिंग और शमन - भारी भार के लिए उच्च सतह कठोरता।

• नाइट्राइडिंग - न्यूनतम विरूपण, अत्यधिक पहनने का प्रतिरोध।

7. विनिर्माण प्रक्रियाएं

• हॉबिंग - बेलनाकार गियर के लिए सबसे आम।

• आकार देना - आंतरिक और बहु-चरणीय गियर के लिए उपयुक्त।

• शेविंग - सटीकता में सुधार के लिए सॉफ्ट-फिनिश प्रक्रिया।

• पीसना - कठोर गियर के लिए उच्च परिशुद्धता परिष्करण।

• फोर्जिंग और एक्सट्रूज़न - उच्च मात्रा, उच्च शक्ति उत्पादन।

8. स्नेहन और विफलता मोड

सामान्य विफलताएँ

• अपघर्षक घिसाव - खराब स्नेहन या संदूषण के कारण होता है।

• पिटिंग - चक्रीय संपर्क तनाव के कारण थकान विफलता।

• दाँत टूटना - अधिक भार, प्रभाव, या भौतिक दोष।

• प्लास्टिक विरूपण - कम गति, भारी भार वाली स्थितियों के तहत।

• स्कोरिंग - हाई-स्पीड ड्राइव में उच्च तापमान वाला चिपकने वाला घिसाव।

स्नेहन कार्य

• घर्षण और घिसाव कम करें

• ठंडा करें और गर्मी दूर करें

• संक्षारण से बचाव करें

• शोर कम करें और जीवन का विस्तार करें

9. औद्योगिक अनुप्रयोग

• ऑटोमोटिव : ट्रांसमिशन, डिफरेंशियल, टाइमिंग सिस्टम।

• निर्माण मशीनरी : उत्खनन, क्रेन, रोलर।

• उच्च-स्तरीय उपकरण : मशीन टूल्स, विंड गियरबॉक्स, रोबोट।

• सामान्य मशीनरी : रेड्यूसर, पंप, पंखे, कन्वेयर।

• रेल परिवहन : हाई-स्पीड रेल और मेट्रो ड्राइव।

• कृषि एवं प्रकाश उद्योग : हार्वेस्टर, कपड़ा और पैकेजिंग मशीनें।

• एयरोस्पेस : विमान के इंजन और हेलीकाप्टर प्रसारण।

10. निष्कर्ष