เฟือง (Gear)

โดย : Admin

เฟือง (Gear) มีกี่ประเภท แต่ละประเภทมีการทำงานอย่างไร

 

เฟือง (Gear) ที่ใช้ในอุตสาหกรรม เป็นอุปกรณ์ทางเครื่องกลที่ทำงานโดยการหมุนเพื่อใช้ส่งกำลังในระยะสั้น ใช้สำหรับการส่งกำลังในลักษณะของแรงบิด (Torque) โดยการหมุนของตัวเฟืองที่มีฟันอยู่ในแนวรัศมี โดยการส่งกำลังจะสามารถเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีฟันเฟืองตั้งแต่สองตัวขึ้นไป

 

 

เฟือง (Gear) ที่ใช้ในอุตสาหกรรม สามารถแบ่งได้เป็นประเภทต่างๆได้ดังนี้
 

1. เฟืองตรง (Spur Gears)

เฟืองตรงเป็นเฟืองที่มีใช้งานกันมากที่สุดในบรรดาเฟืองชนิดต่าง ๆ เป็นเฟืองที่มีฟันขนานกับแกนหมุนและใช้ในการส่งกำลังการหมุนจากเพลาหนึ่งไปยังอีกเพลาหนึ่ง

เฟืองตรงส่วนมากนำมาใช้ในระบบส่งกำลัง (Transmission Component) เช่นชุดเฟืองทดลองของเครื่องกลึงเพื่อเดินกลึงอัตตราโนมัติ หรือชุดเฟื่องทดลองของเครื่องจักรกลการเกษตรที่ความเร็วรอบต่ำๆ

ข้อดีของเฟื่องตรงขณะใช้งานจะไม่เกินแรงในแนวแกน ประสิทธิภาพในการทำงานสูง หน้ากว้างของเฟืองตรงสามารถเพิ่มได้เพื่อให้เกิดผิวสัมผัสที่มากขึ้นเพื่อลดการสึกหรอให้น้อยลง

 

2. เฟืองสะพาน (Rack Gears)

หน้าที่ของเฟืองสะพานคือใช้ในการเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ จะการเคลื่อนที่ในลักษณะการหมุนหรือการเคลื่อนที่เชิงมุมซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ในลักษณะกลับไปกลับมา 

เฟืองสะพานมีลักษณะเป็นแท่งยาวตรง สามารถมุมกลับลำตัวได้ประมาณ 90 องศา และมีฟันเฟืองอยู่ด้านบนขบอยู่กับส่วนที่เป็นฟันเฟือง เช่นเฟื่องสะพานของเครื่องกลึงยันศูนย์ที่ช่วยทำให้แท่นเลื่อนเคลื่อนที่ ซ้าย-ขวา หรือเฟื่องสะพานของเครื่องเจาะที่ทำหน้าที่เคลื่อนเพลาเครื่องเจาะให้เคลื่อนที่ขึ้นลง

 

 

3. เฟืองวงแหวน (Internal Gears)

เฟืองวงแหวนเป็นเฟืองตรงชนิดหนึ่ง มีรูปร่างลักษณะกลมเช่นเดียวกับเฟืองตรง แต่ฟันเฟืองจะอยู่ด้านบนของวงกลม และต้องใช้คู่กับเฟืองตรงที่มีขนาดเล็กกว่าขบอยู่ภายในเฟืองวงแหวน

สำหรับอัตราทดนั้นสามารถออกแบบให้มากหรือน้อยได้โดยขึ้นอยู่กับขนาดของเฟืองตัวนอก (Ring) และเฟืองตัวใน (Pinion) โดยที่ถ้าหากเฟืองตัวในเล็กกว่าเฟืองตัวนอกมากอัตราทดก็จะมากและถ้าหากเฟืองตัวในมีขนาดใกล้เคียงกับเฟืองตัวนอกอัตราทดก็จะน้อย

โดยปกติของเฟืองวงแหวนแล้วเฟืองตัวเล็ก (Pinion Gear) ที่อยู่ด้านในจะทำหน้าที่เป็นตัวขับ เช่น เป็นเฟืองสำหรับปั๊มน้ำมันเครื่องของเครื่องยนต์ โดยที่เฟืองตัวเล็กที่อยู่ภายในเป็นตัวขับส่วนตัวใหญ่จะหมุนในลักษณะการ เยื้องศูนย์เพื่อดูดน้ำมันเครื่องส่งไปใช้งาน

4. เฟืองเฉียง (Helical Gears)

เฟืองเฉียงเป็นเฟืองส่งกำลังที่มีฟันเฉียงทำมุมกับแกนหมุนคล้ายเฟืองฟันตรง แต่จะมีเสียงที่เกิดจากการทำงานเบากว่าเฟืองฟันตรง ลักษณะแนวของฟันเฟืองจะไม่ขนานกับเพลาโดยจะทำมุมเฉียงไปเป็นมุมที่ต้องการ โดยอาจจะเอียงไปทางซ้ายหรือเอียงไปทางขวาขึ้นอยู่กับลักษณะความต้องการในการใช้งาน


5. เฟืองเฉียงก้างปลา (Herringbone Gears)

เฟืองเฉียงก้างปลา เป็นเฟืองที่มีลักษณะคล้ายกับเฟืองตรงแต่ฟันของเฟืองจะเอียงสลับกันเป็นฟันปลา ทำให้เฟืองก้างปลาสามารถทำงานรับภาระ (Load) ได้มากกว่าเฟืองตรง ในขณะเดียวกันแรงสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในขณะทำงานก็ยังคงน้อยเมื่อเทียบกับเฟืองตรง

 ข้อดีของเฟื่องชนิดนี้คือ เฟืองจะเลื่อนออกจากกันไม่ได้

 

 

6. เฟืองดอกจอก (Bevel Gears)

เฟืองดอกจอกเป็นเฟืองที่มีการตัดฟันเฟืองใช้สำหรับส่งกำลังจากเพลาหนึ่งไปยังอีกเพลาหนึ่งที่ตัดกัน  โดยมุมระหว่างเพลาทั้งสองเป็นมุมระหว่างเส้นศูนย์กลางร่วมที่ตัดกันของฟันเฟือง   มุมระหว่างเพลาประมาณ 90องศา แต่ในหลาย ๆ การใช้งานของเฟืองชนิดนี้ อาจจะต้องการมุมระหว่างเพลาที่มีค่ามากกว่าหรือน้อยกว่ามุม 90องศาก็ได้

การใช้งานเฟืองดอกจอกแบบเฟืองเฉียงจะพบใช้งานมากในยานพาหนะทั้งบกและน้ำ เช่น ในอุปกรณ์และชิ้นส่วนยานยนต์ โดยเฉพาะในระบบส่งกำลังและขับเคลื่อน ในรถแทรกเตอร์ ในระบบเฟืองส่งกำลังของเรือ

 
7. เฟืองตัวหนอน (Worm Gears)

เฟืองตัวหนอนเป็นชุดเฟืองที่ประกอบด้วยเกลียวตัวหนอน (Worm) และเฟือง (Gear) เป็นเครื่องกลที่ทำงานโดยการหมุน แนวเพลาขับ (Worm Shaft) และเพลาตาม (Worm Wheel Shaft) ของเฟืองตัวหนอนจะทำมุมกันที่มุมฉาก 90 องศา การทำงานของเฟืองตัวหนอนจะเงียบและมีแรงสั่นสะเทือนเกิดขึ้นน้อย เนื่องจากการส่งถ่ายกำลังจากเฟืองขับไปยังเฟืองตามนั้นการส่งถ่ายกำลังจะเป็นไปในลักษณะของการลื่นไถล (Sliding) ในการส่งถ่ายกำลังของเฟืองตัวหนอนนั้นความเค้นที่เกิดขึ้นบนผิวฟันเฟืองจะมากกว่าเฟืองแบบเฟืองตรงหรือแบบเฟืองเฉียง

 

8. เฟืองเกลียวสกรู (Spiral Gears)

เฟืองเกลียวสกรู เป็นเฟืองเกลียวที่ใช้ส่งกำลังระหว่างเพลาที่ทำมุมกัน 90 องศา การใช้งานเฟืองชนิดนี้ส่วนมากจะใช้ในการเปลี่ยนทิศทางในการส่งกำลังของเพลา

เนื้อหาโดย: 9engineer.com (https://9engineer.com/)