دانلود تحقیق چرخ دنده های ساده و مارپیچی

چرخ دنده های ساده

این چرخ دنده ها ساده ترین چرخ دنده هایی هستند که دیده اید. آنها دندانه های مستقیم دارند و محور دو چرخ نیز موازی با یکدیگر قرار گرفته اند. گاهی تعداد زیادی از آنها را در کنار هم قرار می دهند تا سرعت را کاهش و قدرت را افزایش دهند.

چرخدنده های ساده در انتقال حرکت در محورهای موازی بسیار معمول و متداول هستند . این چرخ دنده ها نیروی شعاعی به یاتاقان وارد می کنند و دندانه های آن مستقیم و با محور چرخدنده موازی هستند و می توانند داخلی و یا خارجی باشند . در شکل هر دو نوع چرخدنده ی ساده ی داخلی و خارجی نشان داده شده است . یک نوع چرخدنده ی ساده ی خارجی که دارای شعاع بینهایت است نیز در شکل نشان داده شده است که به آن چرخ دنده ی شانه ای گفته می شود .

در تعداد زیادی از وسایل از این چرخ دنده ها استفاده می شود. مثلاً ساعت های کوکی، ساعت های اتوماتیک، ماشین لباسشویی، پنکه و ... . اما در اتومبیل به کار نمی آیند، چون سر و صدای زیادی دارند. هر بار که دندانه یک چرخ به دندانه چرخ روبرو می رسد، صدای کوچکی در اثر برخورد ایجاد می شود. می توانید مجسم کنید وقتی تعداد زیادی از این چرخ دنده ها با هم کار کنند، چه سر و صدایی راه می اندازند؟ تازه این برخورد ها در دراز مدت، باعث شکستن دندانه ها می شود. برای کاهش سر و صدا و افزایش عمر چرخ دنده ها در بیشتر اتومبیلها از چرخ دنده های مارپیچ استفاده می کنند.

مدل سازی طراحی معکوس چرخدنده ساده

چرخدنده قسمتی حساس در مکانیزم های مکانیکی است که انتقال قدرت را با نسبت معین انجام می دهد. در طراحی چرخدنده ها علاوه بر پارامتر های اصلی طراحی، دقت های ابعادی و تلرانس های هندسی حساسیت خاصی دارند که این حساسیت بخصوص در طراحی معکوس چرخدنده اهمیت بیشتری می یابد. در طراحی معکوس چرخدنده متغیر های مختلفی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته، شناسایی و اندازه گیری می شود. در این بین متغیر هایی مانند زاویه فشار، لنگی و الونس دندانه نقش مهمی داشته و بر عملکرد چرخ دنده در هنگام درگیری تاثیرات فراوان دارند. در این مقاله سعی شده است که با استفاده از ابزار های معمولی اندازه گیری، روشی برای محاسبه و کنترل و بازرسی زاویه فشار، لنگی و الونس دندانه ارائه شود. با توجه به حجم زیاد محاسبات، کد کامپیوتری که سرعت و دقت مناسبی دارد تهیه شده است.

روابط هندسی درچرخ دنده ساده

V:     سرعت خطی

N:تعداد دور بر دقیقه

D=2R:   قطر دایره مبنا

فرمولهای چرخ دنده ساده

1- محاسبه مدول

پارامتر اصلی در انواع چرخ دنده های متریک می باشد و بسته به بزرگی و کوچکی دندانه های چرخ دنده و قدرت پیش بینی شده جهت انتقال نیرو انتخاب می شود.

M:مدول          

z تعداد دندانه   :

M=D/z    (mm)

2- محاسبه گام دندانه

t=M.π

3-محاسبه قطر خارجی چرخ دنده

بزرگترین شعاع چرخ دنده را گویند که برای آماده کردن چرخ دنده جهت فرزکاری می باشد.

Do=D+2M

چرخ دنده های مارپیچ

دندانه این چرخ دنده ها اریب است. وقتی یکی از آنها می چرخد، ابتدا نوک دندانه ها با هم تماس پیدا می کنند سپس به تدریج دو دندانه کاملاً در هم جفت می شوند. این درگیری تدریجی همان چیزی است که هم سر و صدا را کم می کند و هم باعث می شود که این چرخ دنده ها نرم تر کار کنند. 

در ماشین تعداد زیادی چرخ دنده مارپیچ وجود دارد. به خاطر مایل بودن دندانه ها، هنگام درگیری نیروی زیادی به آنها وارد می شود. به همین علت در وسایلی که از چرخ دنده های مارپیچی استفاده می کنند بلبرینگ هایی تعبیه شده است تا این فشار را تحمل کند. اگر زاویه دندانه ها را به دقت تنظیم کنیم، می توان دو چرخ دنده را به دو محور عمود بر هم وصل کرد تا جهت چرخش 90 درجه تغییر کند.

بعلت زاویه دنده ها در چرخدنده های مارپیچ وقتی که دنده ها درگیر می شوند بار محوری بوجود می آورند.دستگاه هایی که از چرخدنده های مارپیچ استفاده می کنندیاتاقان هایی دارند که می توانند این بار محوری را نگه دارند.یک نکته جالب در مورد چرخدنده های مارپیچ این است که اگر زوایای دندانه های چرخدنده صحیح باشند می توا نند روی محور عمودی سوار شده زاویه چرخش را روی 90 درجه تنظیم کنند.

داندانه ها در چرخدنده ی مارپیچی :

دندانه ها در چرخدنده ی مارپیچی در صحفه ی عرضی و در امتداد محور و زاویه ی مشخص که همان زاویه ی مارپیچ است دوران می کنند. این دندانه ها می توانند به صورت راست گرد و چپ گرد باشند . چرخدنده های مارپیچی می توانند به صورت داخلی و یا خارجی با هم جفت شوند ولی نوع داخلی آن معمول نیست . در نوع خارجی سمت دندانه ها باید مخالف باشد یعنی یکی راست گرد ودیگری چپ گرد اما در نوع داخلی بر خلاف خارجی باید از یک نوع باشند . دو چرخدنده علاوه بر این ها باید دارای زاویه مارپیچ یکسانی باشند . در شکل چرخدنده ی مارپیچی ساده از نوع خارجی نشان داده شده است .گاهی اوقات از چرخدنده های مارپیچی دوبل نیز استفاده می شود که در آن هر چرخدنده دارای هر دو نوع دندانه ی راست و چپ می باشد . به طور معمول فاصله ی کوچکی میان دو مارپیچ وجود دارد اما چرخدنده هایی وجود دارد که هیچ فاصله ای بین دو مارپیچ وجود ندارد . چرخدنده ی مارپیچی دوبل چرخدنده ی پیکانی و جناغی نیز نامیده می شود .