نوشته‌ها

انواع چرخدنده ها

انواع چرخدنده ها

 

در این مقاله قصد داریم تا به طور تخصصی به برسی انواع چرخدنده ها و کاربرد آن ها در صنعت بپردازیم ،پس با ما همرا باشید.

برای آنکه بتوانیم سرعت یک شفت یا محور را به شفت دیگر انقال دهیم میبایست از ابزار های استفاده شود که این قابلیت را داشته باشند که یکی از مهمترین این قطعات چرخدنده ها میباشند. به منظور انتقال نیرو از یک شفت به شفت دیگر از مکانیزم های مختلفی انجام میشود که یکی از اصلی ترین آنها چرخدنده میباشد.چرخدنده ها اجزا دایره ای شکل هستند که بر روی آنها (سطح بیرونی یا درونی)  دندانه های تعبیه شده است تا با یک دیگر درگیر شوند.

کاربرد چرخدنده ها

میتوان گفت بطور کلی برای انتقال قدرت به صورت چرخشی (دورانی) بین دو شفت ، از چرخدنده ها استفاده میشوند. کاربرد چرخدنده ها بسیار فراوان میباشد اما یکی از این کاربردها تنظیم کردن جهت چرخش میباشد.

چرخدنده دارای سه کارکرد اصلی میباشد:
۱. افزایش گشتاور از موتور به تجهیزات حرکتی
۲. کاهش سرعت تولیدی موتور
۳. تغییر مسیر محور گردان

انواع چرخدنده ها

همیشه محور های ما در یک زاویه معین قرار ندارند و در زوایای مختلفی نیاز به یک چرخدنده داریم. به همین منظور نیاز است تا چرخدنده های مختلفی در آن شرایط مورد استفاده قرار گیرد.میتوان چرخدنده ها را برحسب روش ساخت، شکل ظاهری، نوع کاربرد و یا همچنین نحوه قرارگیری شفتی که روی آن قرار میگیرد طبقه بندی نمود.

۱- چرخ دنده‌دار دنده ملخی

دنده ملخی

این نوع چرخدنده ها نیرو را به واسطه میله های موازی انتقال میدهند و دندانه های آن با محور های میله بصورت موازی میباشند.همچنین این نوع چرخدنده ها نسبت به چرخدنده های مارپیچ بدلیل آنکه تنها یک خط ارتباطی در بین دندانه های آنها وجود دارد بسیار پرسروصدا میباشند. این نوع چرخدنده ها در آب پاش ها و ماشین های لباس شوی بسیار کاربرد دارند.

۲- چرخدنده‌ جناغی

چرخدنده‌های جناغی بسیار به چرخدنده‌های دوقلو شبیح هستند. این نوع چرخدنده‌هاکاربردشان ایجاد شوک و ارتعاش میباشد و معمولا کوچکتر چرخدنده های دوقولی هستند. معمولا به دلیل مشکلات تولید و قیمت بالا کاربرد فراوانی ندارند و در جعبه دنده های خودرو ها برای انتقال گشتاور مورد استفاده قرار میگیرند.

۳- چرخدنده‌ مارپیچی

چرخدنده مارپیچ

در این نوع چرخدنده ها به دلیل انکه بیش از یک دندانه در تماس هستند ظرفیت انتقال بار بیشتری را نسبت به چرخ دنده‌های ملخی دارا میباشند. همچنین به دلیل بار اشتراکی میان دندانه ها ،عملکرد چرخدنده های مارپیچی نرم تر از چرخدنده های مارپیچی میباشند.این نوع چرخدنده ها در جعبه دنده خودرو ها مورد استفاده قرار میگیرند.

۴- چرخدنده مخروطى

چرخ دنده مخروطی

 

در محور های که در زاویه ۹۰ درجه قرار دارند میبایست از چرخدنده های مخروطی استفاده نمود و قابل ذکر میباشد که این چرخدنده ها دارای قیمت بیشتری میباشند.این چرخدنده ها در مکان های مانند پروانه هلیکوپتر مورد استفاده قرار میگیرد.

۵- چرخدنده‌ حلزونی

مارپیچ

 

چرخ دنده‌های حلزونی برای ایجاد بار های محوری مورد استفاده قرار میگیرند و در عملیات بار شوک عملکرد مناسبی نیز دارند. اما گفتنی است که نسیت به دیگر چرخدنده ها دارای تاثیر گذاری کمی میباشند . این نوع چرخدنده ها در خودرو های سنگین و بالابر ها مورد استفاده قرار میگیرند.

۶- چرخ دنده شانه‌ای

دنده شانه ای

میله دندانه دار یا چرخدنده شانه ای و چرخ دندانه‌دار کوچک در اشکال متفاوتی ظاهر میشوند. هردنده شانه ای شامل یک میله دارای دندانه میباشد که این میله دارای یک شعاع منحنی میباشد که می توان آن را به عنوان بخش چرخدنده در نظر گرفت. میله دندانه دار و چرخ دن دانه دار کوچک با درگیری یک دیگر یک نیروی خطی را بوجود می اورند و زمانیکه چرخ دندانه دار کوچک به حرکت دراید ، میله دندانه دار در یک مسیر  مستقیم قرار می‌گیرد. این نوع چرخددنده ها در ماشین های cnc مورد استفاده قرار میگیرند.

۷- چرخدنده‌ های داخلی و خارجی (رینگی)

چرخدنده خارجی دندانه های آن خارج از سطح رینگ قرار میگیرد و همچنین چرخدنده های داخلی دندانه های آن بر روی سطح درونی رینگ قرار میگیرد .زاویه چرخ دنده‌های داخلی بیش از ۹۰ درجه میباشد  و قادر به اعمال فشار جهت برگشت مسیر نمیباشند.

۸- چرخدنده سیاره‌ای

سیاره ای

انقال نیرو و سرعت متفاوت در اجزای چرخدنده سیاره ای مزیت زیادی برای انتقال نیرو و یا کاهش یک نیروی زیاد دارد . این نوع چرخدنده ها با از کنار هم قرار گرفتن از کنار هم قرار گرفتن چرخدنده‌های رینگی، ساده و میله گرداننده به وجود می‌آید. این نوع چرخدنده ها در دنده های دوچرخه های دنده ای مورد استفاده قار میگیرند.

طراحی چرخدنده ها

برای طراحی یک چرخدنده عوامل زیر رادر نظر میگیریم؛
۱ – ارتفاع سردنده ۲ – ارتفاع ته دنده ۳- ضخامت دنده ۴- انحنای جانبی دنده

چرخدنده ها اکثرا با دو منحنی اینولوت یا سیکلوئید طراحی و ساخته میشوند. برای ساخت چرخدنده های بزرگ و همچنین مواردی که انتقال قدرت زیاد مدنظر باشد از منحنی اینولوت استفاده میشود وبرای ساخت چرخدنده های ظریف مانند چرخدنده های ساعت از منحنی سیکلوئید استفاده میشود.

مزایای چرخدنده ها

⦁ انتقال نیروی بیشتر؛ در مقایسه با چرخ تسمه و چرخ زنجیر، در صورت استفاده از چرخدنده اتلاف نیرو کمتر می توان سرعت و قدرت بیشتری انتقال داد. و عمر مجموعه بیشتر خواهد بود.
⦁ شکستن نسبت ها
⦁ تبدیل حرکت دورانی به خطی و برعکس
⦁ انتقال نیرو در جهت های مختلف؛ از چرخدنده ها می توان برای انتقال نیرو در محورهای موازی ، متنافر و متقاطع تحت زوایای مختلف استفاده نمود.

معایب چرخدنده ها

⦁ ترک خوردن و پوسته پوسته شدن؛ این امر اغلب در چرخدنده های آبکاری شده بوجود می آید.
⦁ ساییدگی دندانه ها؛ در بیشتر مواردی که دو چرخدنده با هم درگیر می شوند، چرخدنده ای که قطرش کوچکتر است زودتر ساییده میشود به همین جهت چرخدنده کوچکتر باید سخت تر باشد.
⦁ داغ شدن و ایجاد حرارت بین دوچرخدنده؛ به علت رعایت نکردن لقی استاندارد بین دوچرخدنده و عدم روغن کاری مناسب ممکن است این اتفاق رخ دهد.
⦁ صداهای ناهنجار؛ در چرخدنده های ساده بیشتر و در چرخدنده های مارپیچ و جناغی صدای تولید شده کمتر است.