เฟือง (Gear) คืออะไร และเฟืองมีกี่แบบ ?

เฟือง คืออะไร

เฟือง (Gear) คือ ชิ้นส่วนของเครื่องจักรกลมีหลากหลายรูปแบบแต่ส่วนมากจะมีลักษณะคล้ายจานแบนวงกลม ตัวขอบมีลักษณะเป็นแฉก เพื่อต่อเข้ากับเฟืองอีกตัวทำหน้าที่ส่งกำลังในลักษณะของแรงบิด (Torque) โดยการหมุนจากเพลาหนึ่งไปยังอีกเพลาหนึ่ง ซึ่งการส่งกำลังจะเกิดขึ้นได้นั้น จะต้องมีฟันเฟืองตั้งแต่สองตัวขึ้นไป คือ เฟืองขับ และเฟืองตาม โดยปกติแล้ว เฟืองขับ จะมีขนาดใหญ่กว่าเฟืองตาม ซึ่งเฟืองประเภทนี้จะต่างจากเฟืองโซ่ (Sprocket) ที่ใช้โซ่เป็นตัวส่งกำลัง

เฟืองมีกี่ประเภท

เฟืองตรง (Spur Gears)

เป็นเฟืองที่ได้รับความนิยมมากในวงการอุตสาหกรรม มีโครงสร้างที่ไม่สลับซับซ้อนมากนัก ลักษณะของเฟืองตรงนั้น ฟันของเฟืองจะขนานเข้ากับแกนหมุน ทำหน้าที่ส่งกำลังโดยการหมุนจากเพลาหนึ่ง ไปยังอีกเพลาหนึ่ง มีประสิทธิภาพในการทำงานสูงและง่ายต่อการประกอบ นอกจากนี้ยังไม่ทำให้แนวแกนมีความแรงมากเกินไป และบริเวณหน้ากว้างของเฟืองตรงทำให้เกิดผิวสัมผัสมากขึ้น ช่วยลดปริมาณการสึกหรอได้น้อยลง ส่วนมากมักจะใช้ในการทำงานของระบบการส่งกำลัง เช่น ระบบส่งกำลังในรถยนต์ เครื่องจักรกล

เฟืองดอกจอก (Bevel Gears)

มีรูปทรงคล้ายกรวย มีทั้งแบบเฟืองตรง (Straight Bevel Gear) และแบบเฟืองเฉียง (Spiral Bevel Gear) เป็นเฟืองสองตัวที่สบกันในลักษณะแนวเพลาของเพลาทั้งสอง จะตั้งฉากหรือตัดกัน โดยส่วนมาก เพลาของเฟืองทั้งสองจะตั้งฉากกันเป็นมุม 90 องศา มีประสิทธิภาพในการใช้งาน และการส่งถ่ายกำลังสูง ตัวอย่างการใช้งาน เช่น ยานยนต์โดยเฉพาะในระบบส่งกำลังและขับเคลื่อน รถแทรกเตอร์ ใช้ในระบบเฟืองส่งกำลังของเรือ

เฟืองสะพาน (Rack Gears)

เฟืองชนิดนี้ประกอบด้วยสองส่วนคือ ส่วนเฟืองขับมีลักษณะวงกลม และส่วนเฟืองสะพานมีลักษณะเป็นแท่งยาวตรง ทำหน้าที่ในการเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ หรือการเคลื่อนที่กลับไปกลับมา เฟืองสะพานถูกใช้ในเครื่องจักรอัตโนมัติ เช่น เครื่องจักรผลิตชิ้นส่วนรถยนต์อัตโนมัติ การส่งถ่ายกำลังในระบบบังคับเลี้ยวของรถยนต์ เครื่องพิมพ์หรือเครื่อง Plot ขนาดใหญ่ อุตสาหกรรมหุ่นยนต์ เป็นต้น

เฟืองหนอน หรือเฟืองตัวหนอน (Worm Gears)

เป็นเฟืองที่ประกอบด้วยตัวเฟือง และเกลียวตัวหนอน ลักษณะการทำงานจะทำงานในรูปแบบการหมุน Self-locking โดยเฟืองตัวหนอนจะถ่ายส่งกำลังแบบการลื่นไถลจากเฟืองขับไปที่เฟืองตาม ทำให้การทำงานของเฟืองชนิดนี้มีความเงียบ และแรงสั่นสะเทือนน้อย

เฟืองเฉียง (Helical Gears)

มีลักษณะแนวฟันเฟืองเฉียง ทำมุมกับแกนหมุนจะเอียงไปด้านซ้ายหรือด้านขวาขึ้นอยู่กับการเลือกใช้งาน ทำหน้าที่เหมือนกับเฟืองตรง เนื่องจากมุมที่เฉียงของฟันเฟืองนั้นทำให้เกิดการเหลื่อม (Overlap) กันของฟันเฟืองขณะหมุน ทำให้ขณะที่ทำงานนั้นเสียงจะเงียบกว่าเฟืองตรง และสามารถรับ load ได้มากกว่าเฟืองตรง

เฟืองเกลียวสกรู (Spiral Gears)

ลักษณะเป็นเฟืองเฉียง หรือเฟืองเกลียว คล้ายกับเฟืองตัวหนอน ใช้ในการส่งกำลังระหว่างเพลาที่ทำเป็นมุมฉาก 90 องศา นิยมใช้ในการเปลี่ยนทิศทางในการส่งกำลังของเพลา เฟืองชนิดนี้จะมีลักษณะลื่นไถลระหว่างผิวของฟันเฟืองคู่ที่ใช้ส่งกำลัง จึงทำให้ส่งกำลังได้น้อยกว่าเฟืองตัวหนอน

เฟืองเฉียงก้างปลา หรือ เฟืองก้างปลา (Herringbone Gears)

เฟืองชนิดนี้ถูกพัฒนาจากเฟืองเฉียงขึ้นมา เพื่อลดแรงรุน (Trust) ด้านข้างในขณะทำงาน ลักษณะของเฟืองจะเอียงสลับกันจนมีรูปร่างเหมือนฟันปลา ข้อดีของเฟืองตัวนี้คือจะไม่สามารถเลื่อนออกจากกันได้ รับ load ได้มากกว่าเฟืองตรง ทำให้การทำงานมีเสียงเงียบ ละแรงสั่นสะเทือนน้อยกว่า

เฟืองวงแหวน (Internal Gears)

มีลักษณะคล้ายกับเฟืองตรง แต่ตัวฟันจะอยู่ด้านในวงแหวน ใช้คู่กับเฟืองตรงขนาดเล็กที่อยู่ด้านในวงแหวนซึ่งมีขนาดเล็กกว่า ทำหน้าที่เป็นเฟืองขับ หากเฟืองตัวในเล็กกว่าเฟืองตัวนอกมาก อัตราทดก็จะมาก ตัวอย่างเฟือง เช่น เป็นเฟืองสำหรับปั๊มน้ำมันเครื่องของเครื่องยนต์