អ្វីទៅជា ផ្នែកចែកចាយកង់ (Gear Contact Ratio)?
Time : 2025-09-05
ការផ្ទះផ្ទាល់កង់ ត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាវិធីផ្ទះផ្ទាល់ម៉ាស៊ីនដ៏សំខាន់ និងត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយបំផុត ដែលប្រសិទ្ធភាពរបស់វាកំពុងកំណត់ដោយផ្ទាល់ទៅលើសុវត្ថិភាព ប្រសិទ្ធភាព និងអាយុកាលសេវាកម្មនៃគ្រឿងម៉ាស៊ីន។ ក្នុងចំណោមសូចនាករប្រសិទ្ធភាពសំខាន់ៗរបស់ប្រព័ន្ធកង់ ផ្នែកចែកចាយកង់ (CR) ផ្នែកចែកចាយ បានក្លាយជាសូចនាករសំខាន់ៗសម្រាប់វាយតម្លៃភាពរលូននៃការផ្ទះផ្ទាល់។ វាមានឥទ្ធិពលយ៉ាងសំខាន់ដល់ការរំញ័រ សំលោង សមត្ថភាពគ្រប់គ្រងបន្ទុក និងភាពត្រឹមត្រូវនៃការផ្ទះផ្ទាល់។ អត្ថបទនេះនឹងចូលទៅកាន់គំនិតផ្នែកខាងក្នុង គោការណ៍គណនា យុទ្ធសាស្រ្តរចនា និងការអនុវត្តវិស្វកម្មប្រតិបត្តិការ នៃផ្នែកចែកចាយកង់ ដែលផ្តល់នូវការយល់ដឹងដ៏មានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់វិស្វករ និងអ្នកអនុវត្ត។
1. គោលការណ៍និងសារសំខាន់នៃ Contact Ratio
1.1 និយមន័យនៃ Contact Ratio
Contact Ratio (CR) ត្រូវបានគេកំនត់ថាជា ចំនួនមធ្យមនៃគូរ៉ូទីដែលចូលរួមក្នុងការខួងជាមួយគ្នា អំឡុងពេលធ្មេញប្រអប់លេខ។ ផ្នែកធរណីមាត្រវាតំណាងអោយអត្រានៃបន្ទាត់ការពារពិតប្រាកដនិងភាពញឹកញែកមូលដ្ឋាន (ចំងាយរវាងចំនុចដែលត្រូវគ្នានៅលើធ្មេញជាប់គ្នាកំដៅតាមរង្វង់មូលដ្ឋាន)។ CR ធំជាង ១ គឺជា លក្ខខណ្ឌចាំបាច់សំរាប់ការបញ្ជូនថាមពលប្រអប់លេខបន្ត —វាធានាថាគូរ៉ូទីបន្ទាប់ចូលរួមខួងមុនពេលគូមុនចាកចេញដែលបញ្ឈប់ការបញ្ជូនថាមពល។
1.2 ន័យផ្នែករូបវិទ្យានៃ Contact Ratio
Contact ratio គ្រប់គ្រងដោយផ្ទាល់នូវគុណសម្បត្តិសំខាន់ៗនៃប្រអប់លេខ៖
- ភាពរលូននៃការបញ្ជូនថាមពល : ការធំឡើងនៃការទំនាក់ទំនងនៃក្រុមហ៊ុនមានន័យថាគ្រាប់ធ្មេញច្រើនចែករំលែកបន្ទុកក្នុងពេលតែមួយ ដែលកាត់បន្ថយការរំពើបន្ទុកលើធ្មេញនីមួយៗ និងបង្កើនស្ថេរភាពនៃការផ្ទេរបន្ទុក។
- ការគ្រប់គ្រងការរំញ័រ និងសំលេង : ការទំនាក់ទំនងគ្រប់គ្រាន់កាត់បន្ថយការប៉ះទង្គិចក្នុងការចូលរួម និងចាកចេញពីធ្មេញ ដែលកាត់បន្ថយកំហាប់នៃការរំញ័រ និងកំរិតសំលេង។
- សមត្ថភាពគ្រប់គ្រងបន្ទុក : ការចែករំលែកបន្ទុកលើធ្មេញច្រើនគ្រាប់កាត់បន្ថយសម្ពាធលើធ្មេញនីមួយៗ ដែលបន្យឺនអាយុកាលប្រើប្រាស់របស់ធ្មេញ។
- ភាពត្រឹមត្រូវនៃការផ្ទេរ : រក្សាការផ្ទេរចលនាឱ្យបានជាប់លាប់ ដែលកាត់បន្ថយកំហុសទីតាំងក្នុងការប្រើប្រាស់ដែលត្រូវការភាពជាក់លាក់។
1.3 ប្រភេទនៃការទំនាក់ទំនង
ការទំនាក់ទំនងគឺត្រូវបានបែងចែកជាក្រុមផ្អែកលើលក្ខណៈសំណង់របស់ធ្មេញ និងទិសដៅនៃការចូលរួមគ្នា៖
- ការទំនាក់ទំនងតាម (εα) : ត្រូវបានគណនានៅផ្ទៃប្លង់ចុង (ផ្ទៃប្លង់កាំ) នៃកង់ប្រអប់ ដែលអាចអនុវត្តបានទាំងកង់ប្រអប់ប្រភេទ spur និង helical
- ផលបូកនៃការចាប់អត្ថបទ (εβ) : ជាក់ស្តែងសម្រាប់កង់ប្រអប់ប្រភេទ helical វាគិតគូរដល់ការខូចខាតតាមទិសដៅអ័ក្ស (ទទឹងធ្ teeth) ដោយសារមុំវិល
- ផលបូកនៃការចាប់អត្ថបទសរុប (εγ) : ផលបូកនៃផលបូកនៃការចាប់អត្ថបទតាមទិសដេក និងផលបូកនៃការចាប់អត្ថបទ (εγ = εα + εβ) ដែលបញ្ជាក់យ៉ាងពេញលេញអំពីសមត្ថភាពខូចខាតរបស់កង់ប្រអប់ helical
2. គោការណ៍គណនាសម្រាប់ប្រភេទកង់ផ្សេងៗ
2.1 ការគណនាផលបូកនៃការចាប់អត្ថបទសម្រាប់កង់ប្រអប់ Spur
កង់ប្រអប់ប្រភេទ spur ពឹងផ្អែកតែលើផលបូកនៃការចាប់អត្ថបទតាមទិសដេក (εα) ដែលត្រូវបានគណនាតាមរយៈវិធីសាស្ត្រសំខាន់ៗបីយ៉ាង:
(1) រូបមន្តទំនាក់ទំនងធរណីមាត្រ
រូបមន្តសំខាន់ៗសម្រាប់ផលបូកនៃការចាប់អត្ថបទតាមទិសដេកគឺជា:
εα = [√(ra₁² - rb₁²) + √(ra₂² - rb₂²) - a·sinα'] / (π·m·cosα)
ដែល:
εα = [√(ra₁² - rb₁²) + √(ra₂² - rb₂²) - a·sinα'] / (π·m·cosα)
ដែល:
- ra₁, ra₂ = កាំរង្វង់បន្ថែមនៃកង់បើកនិងកង់បិទ
- rb₁, rb₂ = កាំរង្វង់មូលដ្ឋាននៃកង់បើកនិងកង់បិទ
- a = ចំងាយផ្ទៃកណ្ដាលពិតប្រាកដរវាងកង់
- α' = មុំសម្ពាធដែលកំពុងប្រតិបត្តិការ
- m = ម៉ូឌុល
- α = មុំសម្ពាធស្តង់ដារ (ជាធម្មតាគឺ 20°)
(2) ផ្នែកបែងចែកប្រវែងខ្សែកាត់គ្នា
ដោយសារ CR ស្មើនឹងផ្នែកបែងចែកនៃប្រវែងខ្សែកាត់គ្នាថ្មី (L) ទៅនឹងចន្លោះខ្សែកាត់គ្នានៅមូលដ្ឋាន (pb) រូបមន្តក៏អាចសរសេរថា៖
εα = L / pb = L / (π·m·cosα)
εα = L / pb = L / (π·m·cosα)
(3) រូបមន្តសាមញ្ញសម្រាប់ធ្មេញស្តង់ដារ
សម្រាប់ ធ្មេញដែលត្រូវបានដំឡើងស្តង់ដារ (a = a₀) ធ្មេញស្តង់ដារ (មេគុណក្បាលធ្មេញ ha* = 1, មេគុណចន្លោះ c* = 0.25) ការគណនាអាចសាមញ្ញបានដូចជា៖
εα = [z₁(tanαa₁ - tanα') + z₂(tanαa₂ - tanα')] / (2π)
ដែល αa = មុំសម្ពាធនៃរង្វង់ក្បាលធ្មេញ
εα = [z₁(tanαa₁ - tanα') + z₂(tanαa₂ - tanα')] / (2π)
ដែល αa = មុំសម្ពាធនៃរង្វង់ក្បាលធ្មេញ
2.2 របៀបគណនាអត្រាទំនាក់ទំនងធ្មេញបន្ទាត់ទ្រេត
ធ្មេញបន្ទាត់ទ្រេតមានទាំងអត្រាទំនាក់ទំនងបញ្ឈរ និងអត្រាទំនាក់ទំនងផ្ទៃ ដែលបណ្តាលអោយ CR សរុបកាន់តែខ្ពស់ និងភាពរលូនកាន់តែប្រសើរជាងធ្មេញបន្ទាត់ត្រង់។
(1) អត្រាទំនាក់ទំនងបញ្ឈរ (εα)
គណនាតាមវិធីដូចគ្នាទៅនឹងធ្មេញបន្ទាត់ត្រង់ ប៉ុន្តែប្រើ ប៉ារ៉ាម៉ែត្របញ្ឈរ (ម៉ូឌុលឆ្លងកាត់ mt និងមុំសម្ពាធផ្នែកឆ្លងកាត់ αt) ជំនួសអោយប៉ារ៉ាម៉ែត្រស្តង់ដារ
(2) អត្រាការពារផ្ទៃ (εβ)
εβ = b·sinβ / (π·mn) = b·tanβ / pt
ដែល:
ដែល:
- b = ទទឹងធ្មេញ
- β = មុំសរសៃវិល
- mn = ម៉ូឌុលនៃទិសដៅ
- pt = ភាពញឹកញែកត្រាប់
(3) អត្រាការពារសរុប (εγ)
εγ = εα + εβ
ធ្មេញប្រអប់លេខទូទៅសម្រេចបាននូវតម្លៃ CR សរុបចន្លោះពី ២,០ ដល់ ៣,៥ ដែលឆ្លើយតបនឹងជួរ ១,២ ដល់ ១,៩ របស់ធ្មេញ spur ។
ធ្មេញប្រអប់លេខទូទៅសម្រេចបាននូវតម្លៃ CR សរុបចន្លោះពី ២,០ ដល់ ៣,៥ ដែលឆ្លើយតបនឹងជួរ ១,២ ដល់ ១,៩ របស់ធ្មេញ spur ។
2.3 ការគណនាអត្រាការប៉ះពាល់គ្រាប់ផ្ទៃក្នុង
គ្រាប់ផ្ទៃក្នុង (ដែលគ្រាប់មួយចូលទៅក្នុងគ្រាប់មួយទៀត) ប្រើរូបមន្តអត្រាការប៉ះពាល់ផ្ទៃក្តៅដែលបានកែប្រែ ដោយគិតពីទំនាក់ទំនងដែលបានបញ្ច្រាសរវាងរង្វង់ខាងក្រៅ និងរង្វង់ខាងក្នុង:
εα = [√(ra₁² - rb₁²) - √(ra₂² - rb₂²) + a·sinα'] / (π·m·cosα)
សម្គាល់៖ ra₂ នៅទីនេះសំដៅទៅលើ កាំរបស់រង្វង់ខាងក្នុង នៃគ្រាប់ផ្ទៃក្នុង។
εα = [√(ra₁² - rb₁²) - √(ra₂² - rb₂²) + a·sinα'] / (π·m·cosα)
សម្គាល់៖ ra₂ នៅទីនេះសំដៅទៅលើ កាំរបស់រង្វង់ខាងក្នុង នៃគ្រាប់ផ្ទៃក្នុង។
3. កត្តាសំខាន់ៗដែលមានឥទ្ធិពលលើអត្រាការប៉ះពាល់
3.1 ផលប៉ះពាល់នៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រធរណីមាត្រ
ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ | ផលប៉ះពាល់លើអត្រាការប៉ះពាល់ | កំណត់ |
---|---|---|
ចំនួនធ្មេញ (z) | ការកើនឡើងរបស់ z → CR កើនឡើង | ធ្មេញតូចមានផលប៉ះពាល់ច្រើនជាង |
មុខងារ (m) | ផលប៉ះពាល់អប្បបរមា | ជះឥទ្ធិពលដល់កំពស់ធ្មេញជាចម្បង មិនមែនការក្រឡាប់គ្នាទេ |
មុំសម្ពាធដែលកំនត់ (α) | ការកើនឡើងរបស់ α → CR ថយចុះ | មុំសម្ពាធដែលគេនិយមគឺ 20°; 15° ត្រូវបានប្រើសម្រាប់តម្រូវការ CR ខ្ពស់ |
មេគុណកំពស់ធ្មេញ (ha*) | ការកើនឡើងរបស់ ha* → CR កើនឡើង | តម្លៃខ្ពស់ពេកអាចបង្កហានិភ័យដល់ការប៉ះគ្នារបស់បន្ទាត់បំលែង |
3.2 ផលប៉ះពាល់នៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រជាក់លាក់របស់កង់ធ្មេញបែបវិល
- មុំវិល (β) ៖ ការបង្កើន β នឹងបង្កើនអត្រាទំនាក់ទំនងផ្ទៃ (εβ) ប៉ុន្តែវាក៏បង្កើនកម្លាំងអ័ក្សផងដែរ ដែលតម្រូវឱ្យមានការគាំទ្រប៉ុន្កូនដែលមានសារជាតិរឹងមាំជាង។
- ទទឹងធ្មេញ (b) : ការបង្កើន b នឹងបង្កើន εβ តាមបែបលីនេអ៊ែរ ប៉ុន្តែកំរិតនៃការបង្កើននេះត្រូវបានកំណត់ដោយភាពត្រឹមត្រូវនៃការរៀបចំនិងការតម្រឹម។
3.3 ផលប៉ះពាល់នៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំឡើង
- ចំងាយផ្ចិត (a) ៖ ការបង្កើន a នឹងបន្ថយ CR ដែលអាចត្រូវបានកែសំរួលដោយប្រើ កង់ធ្មេញដែលផ្លាស់ប្តូរទំរុង .
- មេគុណផ្លាស់ទំរុង : ការផ្លាស់ប្ដូរទម្រង់វិជ្ជមានមធ្យមអាចបង្កើន CR ប៉ុន្តែត្រូវតែមានតុល្យភាពជាមួយម៉ែត្រិកប្រតិបត្តិការផ្សេងទៀត (ឧទាហរណ៍ កម្លាំងរបស់ធ្នូរ៉ូស៊ីត)។
4. ការរចនានិងការប៉ារ៉ាម៉ែត្រកែប្រែ Contact Ratio
4.1 គោលការណ៍រចនាមូលដ្ឋាន
- តម្រូវការអប្បបរមាសម្រាប់ CR : កង់ប្រអប់ល្បឿនឧស្សាហកម្មតម្រូវឱ្យមាន εα ≥ 1.2; កង់ប្រអប់ល្បឿនលឿនតម្រូវឱ្យមាន εα ≥ 1.4។
- ជួរប៉ារ៉ាម៉ែត្រកែប្រែល្អបំផុត : កង់ប្រអប់ត្រង់: 1.2–1.9; កង់ប្រអប់បង្វិល: 2.0–3.5។
- ជៀសវាងការប្រើ CR ជាចំនួនគត់ : CR ជាចំនួនគត់អាចបណ្ដាលឱ្យការប៉ះគ្នាកើតឡើងក្នុងពេលតែមួយ ហើយបង្កើនការរំញ័រ។
4.2 យុទ្ធសាស្ត្រដើម្បីកែលម្អ Contact Ratio
-
ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រ
- កើនឡើងចំនួនធ្ teeth ប្រសិនបើចំនួនធ្មេញមានការកំណត់)។
- អនុវត្តន៍មុំសម្ពាធតិចជាង (ឧទាហរណ៍ 15° ជំនួសឱ្យ 20°)។
- បន្ថែមមេគុណអ័ក្ស (ជាមួយការពិនិត្យមើលការចោលបំផ្លាញ)។
-
ការជ្រើសរើសប្រភេទធ្មេញ
- ផ្តល់អាទិភាពលើធ្មេញប៉ម (helical gears) ជាងធ្មេញត្រង់ (spur gears) សម្រាប់ការផ្ទេរកាន់តែច្រើន។
- ប្រើធ្មេញប៉មពីរ (double helical) ឬធ្មេញហេរីងបោន (herringbone gears) ដើម្បីកម្ចាត់កំលាំងអ័ក្សខណៈពេលដែលថែរក្សាការផ្ទេរកាន់តែច្រើន។
-
ការរចនាការផ្លាស់ប្តូរទម្រធ្មេញ
- ការផ្លាស់ប្តូរទម្រធ្មេញវិជ្ជមានបង្កើនបន្ទាត់ការប៉ះជាក់ស្តែង។
- ការផ្លាស់ប្តូរមុំសម្ពាធកែប្រែ (ការផ្លាស់ប្តូរមុំ) បង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការប៉ះ។
-
ការកែប្រែធ្ teeth
- ការធូរស្បើយនៃការអន្តរាគមន៍កាត់បន្ថយការប៉ះទង្គិចនៃការចូលរួម។
- ការតុបតែងកែលម្អការចែកចាយបន្ទុកជាប់គ្នាតាមទទឹងធ្គាម។
4.3 ការធ្វើឱ្យមានតុល្យភាព CR ជាមួយម៉ែត្រប្រតិបត្តិការផ្សេងទៀត
- ថាមពលបត់ higher CR កាត់បន្ថយបន្ទុកធ្គាមតែមួយ ប៉ុន្តែអាចធ្វើឱ្យគ្រឹះធ្គាមស្តើង; កែសម្រួលកម្រាស់ធ្គាមប្រសិនបើចាំបាច់។
- ថាមពលទំនាក់ទំនង ការចូលគ្នាជាមួយធ្គាមច្រើនគ្រាប់ បន្តអាយុកាលនៃការពិតជាមួយនឹងការប៉ះទង្គិច។
- ប្រសិទ្ធភាព cR ខ្ពស់ពេកកើនឡើងនូវការកកាយកកិត; បញ្ជាក់ឱ្យបាននូវតុល្យភាពនៃភាពរលូន និងប្រសិទ្ធភាព។
- សូរ cR មិនមែនជាចំនួនគត់បែងចែកថាមពលបញ្ជូនសញ្ញាទៅជាសំលេងកាត់បន្ថយសំលេងរោទិ៍។
5. កម្មវិធីវិស្វកម្មនៃការប៉ះទង្គិច
5.1 ការរចនាផ្ទេរកង់
- ប្រអប់លេខម៉ាស៊ីន កង់ប្រើ εα = 1.4–1.6 ដើម្បីធានាប្រតិបត្តិការកាត់បន្ថយស្ថិរភាព។
- ការផ្ទេររថយន្ត កង់វិលត្រូវបានអនុម័តយ៉ាងទូលំទូលាយដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាព NVH (សំលោត ការរញ្ជួយ ភាពតានតឹង) តាមរយៈការកែតម្រូវ εβ។
5.2 ការវិនិច្ឆ័យកំហុសនិងការវាយតម្លៃប្រតិបត្តិការ
- ការវិភាគការរញ្ជួយ លក្ខណៈទំនាក់ទំនង CR បង្ហាញខ្លួននៅក្នុងការកែប្រែបញ្ជីសំលេង; CR ខុសធម្មតាជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃការរញ្ជួយ។
- ការគ្រប់គ្រងសំលោត : ការបង្កើតប្រសិទ្ធភាពនៃការទំនាក់ទំនងអាចកាត់បន្ថយសំលេងរំអិលរបស់ធ្មេញ ជាពិសេសនៅក្នុងកម្មវិធីល្បឿនខ្ពស់ (ឧទាហរណ៍៖ ប្រព័ន្ធបញ្ជូនថាមពលរថយន្តអគ្គិសនី)។
5.3 លក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការពិសេស
- ប្រអប់លេខធ្ងន់ធ្ងរ : ម៉ាស៊ីនសំយោគរ៉ែ ប្រើប្រាស់ εγ ≥ 2.5 ដើម្បីចែកចាយបន្ទុកធ្ងន់ឱ្យស្មើគ្នា
- ធ្មេញបញ្ជូនល្បឿនខ្ពស់ : ធ្មេញរថយន្តអាកាសតម្រូវឱ្យមាន εα ≥ 1.5 ដើម្បីទប់ទល់នឹងការប៉ះទង្គិចនៅពេលចាប់ផ្តើមបញ្ជូនក្នុងល្បឿនបង្វិលខ្ពស់
- ប្រព័ន្ធបញ្ជូនដោយសំដែង : ការកាត់បន្ថយការបញ្ជូនរបស់ម៉ាស៊ីនបម្រើតម្រូវឱ្យបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការទំនាក់ទំនង ដើម្បីកាត់បន្ថយកំហុសបញ្ជូន
6. សន្និដ្ឋាន និងទំនោរនាពេលអនាគត
ការទំនាក់ទំនងធ្មេញ គឺជាម៉ែត្រសំខាន់សម្រាប់គុណភាពប្រព័ន្ធបញ្ជូនធ្មេញ ហើយការរចនាយ៉ាងត្រឹមត្រូវរបស់វាគឺជាកត្តាសំខាន់សម្រាប់វិស្វកម្មយន្តសាស្ត្រទំនើប។ ចាប់ពីការកំណត់រូបធម្មតា ការទំនាក់ទំនងធ្មេញ បានវិវឌ្ឍន៍ទៅជាស័ព្ទសន្តោសបញ្ចូលនូវលក្ខណៈប្រព័ន្ធមានលក្ខណៈស្មុគស្មាញ ដែលបានជំរុញដោយការអភិវឌ្ឍន៍ក្នុងបច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រ និងបច្ចេកវិទ្យាពិសោធន៍។ ការស្រាវជ្រាវនាពេលអនាគតនឹងផ្តោតលើ៖
- ការវិភាគភាពតភ្ជាប់ផ្នែករូបវិទ្យាច្រើន : ការរួមបញ្ចូលផលប៉ះពាល់នៃសីតុណ្ហភាព ប្រភពថាមពលយឺត និងសីតុណ្ហភាពនៃការគណនា CR ។
- ការត្រួតពិនិត្យពេលពិត : ប្រព័ន្ធដែលផ្ដោតលើ IoT សម្រាប់ការវាយតម្លៃ CR និងការតាមដានស្ថានភាពជាប្រចាំ។
- ការកែតម្រូវដោយបញ្ញា : ការគ្រប់គ្រងកិនដែលអាចបត់បែនបានដោយសារលក្ខណៈនៃការចូលគ្នាប្រែប្រួល។
- ផលប៉ះពាល់នៃវត្ថុធាតុដើមថ្មី : ការស្រាវជ្រាវអំពីឥរិយាបថ CR នៅក្នុងធ្មេញប្រើវត្ថុធាតុផ្សំ។
នៅក្នុងការអនុវត្ត វិស្វករត្រូវប្ដូរប្រែប៉ារ៉ាម៉ែត្រ CR ឱ្យសមស្របនឹងស្ថានភាពប្រតិបត្តិការជាក់ស្ដែង ដោយសមរម្យរវាងភាពរលូន សមត្ថភាពទប់ទល់ និងប្រសិទ្ធភាព។ ក្រៅពីនេះ ភាពត្រឹមត្រូវនៃការផលិត និងគុណភាពនៃការតំឡើងប៉ះពាល់ដល់តម្លៃ CR ពិតប្រាកដ ដូច្នេះការគ្រប់គ្រងគុណភាពយ៉ាងតឹងរ៉ឹងគឺមានសារសំខាន់ណាស់ក្នុងការសម្រេចបាននូវគោលដៅរចនា។