เฮลิคัลเกียร์ (Helical Gear) คืออะไร
เฮลิคัลเกียร์เป็นเฟืองที่มีฟันเฟืองวางเอียงทำมุมกับแกนการหมุน (Helix Angle) ไม่ได้ตั้งฉากเหมือนสเปอร์เกียร์ (Spur Gear) ดังนั้นฟันเฟืองของเฮลิคัลเกียร์จะเริ่มสัมผัสกันทีละส่วนจากปลายฟันแล้วค่อย ๆ เคลื่อนเข้าสู่การสัมผัสเต็มหน้า (Progressive Engagement) ทำให้การส่งกำลังมีความ นุ่มนวล เสียงเงียบ และรับแรงได้ดีกว่า
คุณสมบัติเด่นของเฮลิคัลเกียร์
- เสียงเบากว่าและทำงานนุ่มนวล
- เพราะฟันเฟืองไม่ได้กระแทกเข้าหากันทันทีเหมือนสเปอร์เกียร์ แต่สัมผัสกันอย่างค่อยเป็นค่อยไป
- เหมาะกับงานที่ต้องทำงานต่อเนื่องนาน ๆ และต้องควบคุมระดับเสียง
- รับแรงบิดได้สูงกว่า
- การที่ฟันเฟืองมีหลายฟันสัมผัสกันพร้อม ๆ กันในขณะหมุน ทำให้กระจายแรงได้ดีกว่า
- รองรับงานหนักได้ดีกว่าสเปอร์เกียร์
- เหมาะกับความเร็วรอบสูง
- เพราะการทำงานราบรื่นกว่า จึงใช้ได้กับงานที่มีรอบหมุนสูงโดยไม่เกิดการสั่นสะเทือนหรือเสียงดังมากนัก
- สามารถใช้ส่งกำลังได้ทั้งเพลาขนานและเพลาตัดกัน
- ถ้าเพลาขนาน → ใช้เฮลิคัลเกียร์ปกติ
- ถ้าเพลาตัดกัน → ใช้ Crossed Helical Gear (เฟืองเอียงตัดกัน)
- มีแรงข้าง (Axial Thrust)
- เนื่องจากฟันเฟืองเอียง จะเกิดแรงในแนวแกน ทำให้ต้องใช้ตลับลูกปืนที่แข็งแรงหรือ Bearing แบบพิเศษ เช่น Thrust Bearing เพื่อรับแรง
เฮลิคัลเกียร์เหมาะสำหรับงานประเภทใด
1. งานส่งกำลังที่ต้องการความเงียบและราบรื่น
- เฮลิคัลเกียร์มีเสียงการทำงานต่ำกว่าสเปอร์เกียร์
- เหมาะกับเครื่องจักรที่ต้องติดตั้งในโรงงานที่มีคนทำงานใกล้เคียง หรือในอุปกรณ์ที่เน้นความเงียบ
ตัวอย่างการใช้งาน: - เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์
- สายพานลำเลียง
- เครื่องกลึง / เครื่องกัด
- เครื่องจักรแปรรูปอาหาร
2. งานที่ต้องรับแรงบิดสูง
- เนื่องจากฟันเฟืองสัมผัสกันหลายฟันพร้อมกัน
- ทำให้ทนต่อแรงบิดและแรงกระแทกได้ดี
ตัวอย่างการใช้งาน: - เครื่องจักรก่อสร้าง (Excavator, Crane, Bulldozer)
- เครื่องอัดโลหะ, เครื่องตัดโลหะ
- ระบบยกน้ำหนักอุตสาหกรรม
3. งานความเร็วสูง
- การหมุนที่ความเร็วสูงยังคงทำงานได้เงียบและไม่สึกหรอเร็ว
ตัวอย่างการใช้งาน: - เกียร์รถยนต์ (Transmission)
- มอเตอร์ไฟฟ้า
- กังหันไอน้ำ, เทอร์ไบน์แก๊ส
4. งานส่งกำลังระหว่างเพลาขนาน
- ใช้แทนสเปอร์เกียร์ได้ โดยให้สมรรถนะที่ดีกว่าในด้านแรงบิดและเสียง
ตัวอย่างการใช้งาน: - ระบบเกียร์อุตสาหกรรม
- เกียร์ในเครื่องจักรกลเกษตร
5. งานส่งกำลังระหว่างเพลาตัดกัน
- ใช้ Crossed Helical Gear (เฟืองเอียงตัดกัน) สำหรับการส่งกำลังระหว่างเพลาที่ไม่ขนานและไม่ตั้งฉาก
ตัวอย่างการใช้งาน: - เครื่องมือกลที่มีการเชื่อมต่อเพลามุมเฉียง
- อุปกรณ์ปรับตำแหน่งในเครื่องจักร
ตารางเปรียบเทียบ เฮลิคัลเกียร์ vs สเปอร์เกียร์
คุณสมบัติ | เฮลิคัลเกียร์ | สเปอร์เกียร์ |
---|---|---|
การทำงาน | ราบรื่น เสียงเบา | มีเสียงดัง ฟันกระแทก |
แรงบิดที่รับได้ | สูงกว่า (เพราะหลายฟันสัมผัสพร้อมกัน) | ต่ำกว่า |
ความเร็วรอบสูง | ใช้ได้ดี | ไม่เหมาะเพราะเกิดเสียงและสั่น |
ทิศทางเพลา | เพลาขนาน และเพลาตัดกัน | ใช้ได้แค่เพลาขนาน |
โครงสร้าง | ซับซ้อนกว่า ราคาแพงกว่า | ง่าย ราคาถูก |
แรงข้าง (Thrust) | มี ต้องใช้ Bearing รับแรง | ไม่มี |
สรุป
เฮลิคัลเกียร์เหมาะกับงานที่ต้องการ
- ความเงียบและความราบรื่นในการทำงาน
- การรับแรงบิดสูงกว่าสเปอร์เกียร์
- ความเร็วรอบสูง
- ใช้ได้ทั้งเพลาขนานและเพลาตัดกัน
งานที่นิยมใช้จริง:
- เกียร์รถยนต์
- มอเตอร์ไฟฟ้า
- เครื่องจักรอุตสาหกรรม
- เครื่องจักรก่อสร้าง
- สายพานลำเลียง
- เครื่องจักรแปรรูปอาหาร