เฟืองคืออะไร ? รู้จักกับเฟือง อุปกรณ์ที่อาจซับซ้อนมากกว่าที่ตาเห็น

เฟือง เป็นชิ้นส่วนสำคัญที่ขาดไม่ได้เลยในเครื่องจักรอุตสาหกรรม ซึ่งมีมากมายหลายชนิด ในบทความนี้เราจะมาทำความรู้จักกับเฟือง และส่วนประกอบพื้นฐานที่สำคัญ รวมไปถึงตัวอย่างเฟืองที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมกันครับ ว่ามีอะไรกันบ้าง

เฟือง (Gear) คืออะไร ?

เฟือง (Gear) เป็นชิ้นส่วนของเครื่องจักรกลชนิดหนึ่ง ซึ่งสามารถพบได้ทั่วไปในเครื่องจักรมีรูปร่างหลายแบบ ทำหน้าที่ส่งกำลังโดยการหมุนจากเพลาหนึ่งไปยังอีกเพลาหนึ่งที่ขนานหรือตั้งฉากซึ่งกันและกัน ส่วนมากเฟืองขับ (driving gear) จะมีขนาดใหญ่กว่าเฟืองตาม (driven gear หรือ pinion gear) เฟืองมีมากมายหลายมาตรฐาน เช่น มาตรฐานอังกฤษ นิยมใช้ในหน่วยนิ้ว และมาตรฐานระบบเอสไอ (SI) ในบทความนี้เราจะพูดถึงเรื่องเฟืองในระบบหน่วยเอสไอ (SI Unit) ว่ามีหน้าตาแบบไหน และมีส่วนประกอบอะไรบ้างครับ

ส่วนประกอบของ เฟือง มีอะไรบ้าง

ส่วนประกอบของเฟืองที่สำคัญมีดังนี้

1.วงกลมพิตซ์ (Pitch circle)

วงกลมพิตซ์ (Pitch circle) เป็นหลักในการเรียกและบอกขนาดของเฟืองด้วยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางพิตซ์

2.Circular pitch (CP)

Circular pitch (CP) เป็นระยะที่วัดบนวงกลมพิตซ์ จากจุดหนึ่งบนฟันเฟืองหนึ่ง ไปยังอีกจุดหนึ่งที่ตำแหน่งเดียวกันบนฟันเฟือง จะเห็นว่าระยะนี้มีค่าเท่ากับผลรวมของความกว้างฟันและความกว้างช่องว่างระหว่างฟัน

3.โมดูล (Module)

โมดูล (Module) (m) เป็นอัตราส่วนระหว่างขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางพิตซ์กับจำนวนฟันบนเฟือง หน่วยที่ใช้วัดโมดูลคือมิลลิมเตร ค่าของโมดูลนี้เป็นดัชนีสำหรับบอกขนาดของฟันเฟืองในระบบเอสไอ (SI unit)

สามารถหาได้จากสมการ

4.เส้นผ่านศูนย์กลางพิตซ์ (Pitch Diameter)

เส้นผ่านศูนย์กลางพิตซ์ (Pitch Diameter) (Dp) เป็นค่าที่นิยมใช้ในมาตรฐานอังกฤษ เป็นอัตราส่วนระหว่างจำนวนฟันเฟืองกับขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางพิตซ์ ฉะนั้นจึงเป็นส่วนกลับของโมดูล

5.ความสูงด้านครึ่งบน (Addendum)

ความสูงด้านครึ่งบน (Addendum) (a)เป็นระยะที่วัดในแนวรัศมีระหว่างยอดฟัน (Top land) ถึงวงกลมพิตซ์

6.ความสูงด้านครึ่งล่าง (Dedendum)

ความสูงด้านครึ่งล่าง (Dedendum) (b)เป็นระยะที่วัดในแนวรัศมีระหว่างโคนฟัน (Bottom land) ถึงวงกลมพิตซ์

ฉะนั้นความสูงของฟันเฟืองคือ ระยะ Addendum + Dedendum

7.เคลียร์แรนซ์ (Clearance)

เคลียร์แรนซ์ (Clearance) (c) ในการที่เฟืองสองอันขบกันระยะความสูงด้านครึ่งล่าง ต้องมีค่ามากกว่า ระยะความสูงของความสูงด้านครึ่งบนของอีกเฟืองหนึ่ง เพื่อที่จะไม่ให้เกิดการขัดกันเกิดขึ้น ผลต่างระหว่างค่า ความสูงด้านครึ่งล่าง และ ความสูงด้านครึ่งบน นี้จะเรียกว่า Clearance

8.แบล็คแลช (Backlash)

แบล็คแลช (Backlash) คือระยะห่างระหว่างฟันของเฟืองขับและเฟืองตาม โดยวัดตามเส้นของวงกลมพิตซ์ ซึ่งมีผลต่อการทำงานของเฟือง เช่น หากระยะห่างของเฟืองมากเกินไปก็อาจทำให้เกิดการกระแทกที่รุนแรง หรือหากชิดเกินไปก็จะทำให้เฟืองเกิดความร้อนและอาจไหม้ได้ ดังนั้นระยะ Backlash จึงจำเป็นต้องมี เพื่อให้มีช่องว่างสำหรับน้ำมันหล่อลื่น และเป็นระยะที่เผื่อไว้สำหรับเฟืองขยายตัวได้เมื่อมีอุณหภูมิสูงขึ้น อีกทั้งยังมีผลต่อการเผื่อระยะความผิดพลาดจากกระบวกการตัดของฟันเฟือง หากเฟืองมีระยะแบล็คแลชมากเกินไปจะส่งผลให้ความแม่นยำของเฟืองลดลง เมื่อเฟืองเคลื่อนที่หมุนกลับด้าน

9.ความหนาเฟือง (Face width)

ความหนาเฟือง (Face width)วัดในทิศทางเดียวกับแกนเฟือง

10.แฟล็งค์ (Flank)

แฟล็งค์ (Flank) ผิวทางด้านข้างของฟันเฟือง ซึ่งอยู่ระหว่างวงกลมพิตซ์และความสูงด้านครึ่งล่าง (Dedendum)

11.อัตราทด (Velocity ratio) (ｍ_ω)

11. อัตราทด (Velocity ratio) (ｍ_ω) คือ อัตราส่วนระหว่างจำนวนของฟันที่อยู่บนเฟืองคู่นั้น ๆ ที่ขบกัน หรืออัตราส่วนระหว่างความเร็วเชิงมุมของเฟืองตัวขับต่ออัตราเร็วเชิงมุมของเฟืองตัวตาม สามารถพิจารณาได้จากสมการ

ω　= อัตราเร็วเชิงมุม มีหน่วยเป็น rad/s
N = จำนวนฟันของเฟือง(ซี่)
□₁ = เฟืองตัวขับ (driving gear)
□2 = เฟืองตัวขับ (driven gear)

เฟือง มีหน้าตาแบบไหนบ้าง

เมื่อเพื่อน ๆ ทราบถึงส่วนประกอบของเฟืองแล้ว เรามาดูหน้าตาของเฟืองที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมกันครับว่ามีหน้าตาเป็นแบบไหนบ้าง หากเพื่อน ๆ สนใจรายละเอียดเพื่มเติมของเฟืองแต่ละประเภท ไม่ว่าจะเป็นข้อดีข้อเสียของเฟืองชนิดต่าง ๆ เพื่อนๆ สามารถคลิกเข้าไปอ่านบทความเพิ่มเติมได้ที่นี่ -> ประเภทของเฟืองที่พบได้ทั่วไป

เฟืองตรง (Spur Gear)	เฟืองเฉียง (Helical Gear)	เฟืองดอกเจาะ (Bevel Gears)	เฟืองตัวหนอน (Worm Gear)	เฟืองสะพาน (Rack Gear)

จบไปแล้วนะครับสำหรับบทความเรื่อง เฟือง คืออะไร จากบทความนี้เพื่อนๆ น่าจะรู้จักหน้าตาของเฟืองมากยิ่งขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการเรียกชื่อส่วนประกอบต่างๆ ของเฟือง การหาอัตราทด และอื่นๆ สุดท้ายนี้เรามีคำศัพท์ที่น่าสนใจมาฝากกันเหมือนเดิมครับ 

คำศัพท์ที่น่าสนใจ