Apakah Gigi Gear?

Gear merupakan elemen asas dalam kejuruteraan mekanikal moden, digunakan dalam pelbagai perkara daripada jam dan automobil hinggalah jentera perindustrian dan sistem aeroangkasa. Di teras setiap gear terletaknya ciri paling kritikal iaitu gigi gear. Memahami struktur, fungsi dan kepentingan gigi gear memberikan wawasan berharga tentang bagaimana gear menghantar kuasa dengan cekap dan andal merentasi pelbagai aplikasi.

Definisi Gigi Gear

Gigi gear ialah bahagian individu yang menonjol pada lilitan roda gear. Apabila dua gear bergabung, giginya saling mengunci dalam corak yang tepat, membolehkan gerakan putaran dan tork dihantar dari satu aci ke aci yang lain. Setiap gigi direka bentuk dengan teliti dengan bentuk tertentu, yang dikenali sebagai profil involut, untuk memastikan penglibatan yang lancar, geseran minimum dan nisbah halaju yang konsisten. Tanpa gigi yang direka bentuk dengan betul, gear akan tergelincir atau tersekat, menjadikan penghantaran gerakan yang tepat mustahil.

Struktur dan Geometri

Geometri gigi gear ditakrifkan dengan teliti oleh beberapa parameter utama. Addendum merujuk kepada ketinggian gigi di atas bulatan pic, manakala dedendum ialah kedalaman di bawahnya. Bulatan pic itu sendiri ialah bulatan khayalan yang mewakili titik sentuhan berkesan antara gear jejaring. Dimensi penting lain termasuk sudut tekanan, ketebalan gigi dan pic modul atau diametral, yang membantu menyeragamkan reka bentuk gear merentasi aplikasi yang berbeza.

Bentuk gigi gear bukanlah sembarangan. Profil involut adalah bentuk yang paling biasa digunakan dalam gear moden kerana ia membolehkan gear mengekalkan nisbah halaju malar tanpa mengira jarak antara pusat. Ini bermakna selagi gear kekal sejajar dengan betul, pergerakannya akan kekal lancar dan cekap.

Fungsi Gigi Gear

Gigi gear melakukan beberapa fungsi penting dalam sistem mekanikal:

1. Penghantaran Gerakan – Gigi gear saling mengunci untuk memindahkan pergerakan putaran antara aci.

2. Penghantaran Tork – Melalui penyambungan, gigi gear membolehkan kuasa mekanikal dipindahkan dengan cekap, membolehkan mesin mengendalikan beban berat.

3. Kawalan Kelajuan dan Arah – Saiz dan bilangan gigi gear menentukan pengurangan atau peningkatan kelajuan, serta arah putaran.

4. Pengagihan Beban – Gigi mengagihkan daya sentuhan secara sekata, mengurangkan haus dan memastikan hayat perkhidmatan yang lebih lama.

Jenis-jenis Gigi Gear

Gigi gear boleh berbeza-beza bergantung pada jenis gear.Gear taji mempunyai gigi lurus yang sejajar selari dengan paksi, menjadikannya ringkas tetapi agak bising pada kelajuan tinggi.Gear heliksmenampilkan gigi bersudut, yang terlibat secara beransur-ansur dan mengurangkan bunyi bising sambil membolehkan kapasiti beban yang lebih tinggi.Gear serongmempunyai gigi yang dibentuk untuk berjalin pada batang yang bersilang, manakalagear cacinggunakan gigi seperti skru untuk nisbah pengurangan yang tinggi. Gear Heliks Berganda (Tulang Herring):
Terdiri daripada dua baris gigi heliks dengan sudut yang bertentangan. Konfigurasi ini membatalkan tujahan paksi yang dihasilkan oleh gear heliks tunggal, membolehkan aplikasi tork tinggi dengan kestabilan yang lebih tinggi.

Gear Dalaman:
Mempunyai gigi yang dipotong di bahagian dalam cincin atau silinder. Ia digunakan dalam reka bentuk padat, seperti sistem gear planet, dengan bergabung dengan gear luaran.
Gigi rak dan pinion
Penerangan: Sebuah palang rata dengan gigi lurus (rak) berjalin dengan gear bulat (pinion).
Ciri-ciri:
Menukar gerakan putaran kepada gerakan linear dan sebaliknya.
Digunakan dalam sistem stereng dan aplikasi penggerak linear

Setiap reka bentuk menyesuaikan geometri gigi dengan aplikasi dan keperluan prestasi tertentu.

Bahan dan Ketahanan

Oleh kerana gigi gear menahan tekanan, geseran dan tekanan sentuhan yang berterusan, pemilihan bahan adalah penting. Aloi keluli digunakan secara meluas kerana kekuatan dan rintangan hausnya, manakala rawatan permukaan seperti pengkarbonan, nitridasi atau pengelupasan tembakan meningkatkan kekerasan dan jangka hayat lesu. Dalam aplikasi yang lebih ringan, bahan seperti plastik atau aluminium boleh digunakan untuk mengurangkan berat dan bunyi bising.

Kepentingan dalam Kejuruteraan Moden

Gigi gear, walaupun kecil berbanding keseluruhan mesin, menentukan prestasi, kecekapan dan kebolehpercayaan sistem mekanikal. Gigi gear yang direka bentuk atau dihasilkan dengan buruk boleh menyebabkan getaran berlebihan, bunyi bising, haus yang cepat atau kegagalan yang dahsyat. Inilah sebabnya industri memberi penekanan yang kuat pada pemesinan ketepatan, pengisaran dan pemeriksaan gigi gear semasa pengeluaran.