دانلود تحقیق ساخت چرخدنده

برای طراح مکررا لازم می شود که قدرت را از یک شفت به شفت دیگری منتقل کند بطوریکه نسبت سرعت دورانی معینی بین دوشفت مذکورحفظ شود.

همچنین ممکن است یک حرکت زاویه ای مشخص لازم بشود.
سیستمهای چرخند ه ای گوناگونی جهت تامین این هدف طراحی و ساخته شده اند که به طور بی صدا و با افت اصطکاکی خیلی کمی کار می کنند.

برا ی اینکه چرخنده ها به نرمی و بدون نوسان کار بکنند به دندانه های آنها شکل هندسی مخصوصی می دهند.

نسبتهای دندانه چرخنده وهمچنین انداره های دندانه های ان استاندارد شده اند.

این کار باعث تسهیل محاسبات طراحی و همچنین کاهش تعداد ابزار لازمه (تیغ فرزها) بحداقل مقدار خود می گردد.

برای ساخت چرخنده ها باید از موادی استافده گردد که استحکام مقاومت در مقابل خستگی و سایش آنها مناسب باشد.

اگر بنا بر این باشد که هزینه های ساخت کالا بحداقل خود برسد باید از روش ساخت و بازرسی ساده تری استفاده کرد.

طراح باید تمام این مسائل را مدنظر قرار دهد.

دندانه های سیکلوئیدی:
همچنین با استفاده از قمستهای منحنی اپی سیکلوئید و هیپوسیکلوئید در طرح دندانه چرخدنده نیز می توان قانون چرخدنده ها LAW OF TOOTH GEARING را تامین کرد .

این منحنی توسط نقطه ای بر محیط دایره مولد که درجدار خارجی یا داخلی دایره گام چرخدنده بطور بدون لغزش می غلتد رسم می شود.
قبلا چرخدنده های سیکلوئیدی چدنی با دندانه های ریخته شده بطور وسیعی مورد استفاده قرار می گرفت.

اصولا فرم ابزار برش(تیغ فرزها) لازم جهت ساخت چرخدنده های اینولیوت ساده تر از فرم ابزرا لازم برای ساخت چرخدنده های سیکلوئیدی است و بهمین دلیل چرخدنده های اینولیوت جانشین چرخدنده های سیکلوئیدی شده اند.تغییر فاصله مرکزی چرخدنده ها هیچگونه اثری بردندانه های لینولیوت ندارد ولی در مورد چرخدنده های سیکلوئیدی انیطور نیست یعنی اگر فاله مراکز چرخدنده ها دقیقا حفظ نشود عمل دندانه ها صحیح نخواهد بود.
در حال حاضر عمده ترین دلیل استفاده از چرخدنده های سیکلوئیدی استفاده متعصبانه از طرح سیکلوئیدی در مودر سیستم مرکب 141 می باشد.

روتورهای ROOT POSISTIVE BLOWER نیز به شکل سیکلوئید می باشد.

انواع گامهای داندانه ها
در محاسبات چرخدنده ها چهار نوع گام مختلف زیر مورد استفاده قرار می گیرند.
1- گام دایره ای: فاصله یک نقطه موجود در روی یکی از دندانه ها از نقطه نظیر در روی دندانه مجاور – در طول دایره گام – را گام دایره ای می نامند.
2- گام قطری: عبارت است از تعداد دندانه های چرخدنده به ازای یک اینچ از قطر گام.

روشهای تولید:
دندانه دنده ها (چرخدنده ها) بوسیله عملیات فرزکاری milling یا ژنراتینگ(مولدی)generating تشکیل می شوند.
1- تیغ فرز:
دنده های ساده را می توان در روی ماشین فرز و با براده برداری از بین دندانه ها توسط تیغ فرز فرم تراش ساخت یک نوع تیغ فرز فرم تراش در شکل نشان داده شده است.
سیستم دنده های مرکب 14 معمولا بدین روش ساخته می شوند.

چون منحنی های تشکیل دهنده لبه های دندانه ها با تغییر تعداد دندانه ها در یک چرخدنده تغییر می کنند لذا برای هر گام 8 نوع تیغ فرز لازم است البته لازم بذکر است که چرخدنده های با اندازه های نهتلف می توانند گام یکسان داشته باشند.

8 تیغ فرز مذکور و محدوده عمل range هر یک از آنها در زیر آمده است.
تیغ فرزها در هر محدوده فقط برای حداقل تعداد دندانه صحیح هستند موقعیکه تعداد دندانه چرخدنده مورد تراشکاری به طرف راست (بیشتر) محدوده عمل تیغ فرز نزدیک است بهتر است که دقت فرم دندانه تیغ فرز بیشتر باشد.

البته تیغ فرزهائی با تعداد دندانه تمتوسط نیز وجود دارند که برای چنین شرایطی از آنها مناسب است.

چرخدنده هائیکه دندانه های آنها درشت است اغلب در روی ماشین فرز و با استفاده از تیغ فرزهای فرم تراش ساخته می شوند چون برای این نوع چرخدنده ها معمولا ماشین ژنراتینگ و ابزار وجود ندارد.

تولید یا ژنراسیون دنده شانه ای:
فرم دندانه های دنده ها را می توان بروش دیگری نیز بوجود آورد یک دنده شانه ای را یم توان بعنوان چرخدنده ای با شعاع بینهایت فرض کرد ابزاری مشابه دنده شانهای را می توان از یک فولاد سخت شده ساخته و مرز لبه های دندانه های آنرا تیز کرد.

به این ابزار حرکت رفت و برگشتی داده و در ضمن قطعه خام چرخدنده بطور آهسته گرداده می شود وهمچنین به دنه شانه ای یک سرعت جانبی که با سرعت خط گام چرخدنده مساوی است می دهند بدین ترتیب ماده بین دندانه ها تراشیده شده و دندانه های اینولیوت تولید می شوند.

هابینگ:
در روش ها بینگ دندانه ها توسط یک ابزار راست لبه تولید می شود.

هاب را می توان استوانه ای فرض کرد که بدور آن نواری با مقطعی مشابه مقطع دندانه دنده شانه ای بطور هلیکال پیچانده شده است.

تولید یا ژنراسیون نده شانه اای از دندانه ها اینولیوت
Warm حاصله از بریده لبه هایش را برداشته و سپس سخت و سنگ زنی می کنند .هاب نسبت به عمق تراش لازمه تنظیم شده و گردانه می شود.

از نقطه نظر تئوری می توان گفت که عمل هاب در روی قطعه خام چرخدنده معادل عمل تیغ فرزدنده شانه ای است.

در موقع گردش هاب راه مارپیچ آن نظیر حرکت جانبی دنده شانه ای حرکت می کند .

با پیشرفت عملیات براده برداری هاب در موازات محور قطعه خام چرخدنده حرکت کرده و در تمام عرض قطعه شیار دندانه را باز می کند.

در تولید انبوه اغلب چرخدنده ها از روش هابینگ استفاده بعمل می آید.

روش کله زنی: این کی عملیات ژنراتینگ است که در آن از یک تیغ فرزی که مشابه چرخدنده سخت شده (مجهز به شیار های حرکت براده ها و مواد خنک کاری) است استافده بعمل می آید.

ابزار و قعه خام چرخدنده را در روی محور های موازی سوارکرده و به آرامی می گردانند و به ابزار یک حرکت رفت و برگشتی در روی محور خود می دهند.

دندانه ها در روی قطعه خام تولید می شوند.

در آغاز ابزار به اندازه عمق تراش شعاعی بطرف مرکز قطعه کار (قطعه خام) نفوذ داده می شود.

از روش fellows باید در تراشیدن چرخدنده های داخلی استافده گردد.

از این روش همچنین در ساخت چرخدنده های شولدر که در یک طرف دندانه هایشان فاصله آزادی وجود ندارد (مانند چرخدنده های خوشه ای جعبه دنده اتومبیلها) استفاده می شود.

تیغ فرزهای fellows می توانند چرخدنده های تمام سیستمها را بتراشند.

در دندانه هائیکه بروش هابینگ وکله زنی درست شده اند یک فاصله آزاد کوچک بنام رلیف تعبیه می شود.ابزارهای برنده را طوری تعدیل می کنند که قسمت خارجی دندانه اندکی نازکتر باشد.

در این شرایط بار (بار انتقالی) بر جفت دندانه درگیر شده بتدریج اعمال شده و بدین وسیله اشتباهات مربوط به فم و فاصله دندانه ها اثر کمتری در بوجود آمدن صا و ارتعاش می گذارند.

روشهای پرداخت چرخدنده: در مواردیکه سرعت و بار اعمالی بر چرخدنده زیاد باشد انجام عملیات پرداخت کار یبعد از تراشیدن بر روی چرخدنده ضرورت پیدا می کند عملیات پرداختکاری موجب دقت وصافی بیشتر دندانه ها می گردد.

برای اینکار از روشهای زیر استفاده بعمل می آید.

پرداخت چرخدنده بروش شیوینگ: در این روش چرخدنده توسط یک ابزار مخصوصی که شبیه یک چرخدنده یا دنده شانه ای است به حرکت در می آید .

دندانه ابزار داردای یک (مولفه) حرکت محوری در روی سطح دندانه چرخدنده می باشد که در اثر این حرکت براده های ریز موئی به شکل یا شبیه مو از روی داندانه ها برداشته مس شود عملیات شیوینگ را قبل از سخت کردن چرخدنده انجام می دهند و برای این عملیات باید ماده کافی در روی دندانه ها گذاشته شده باشد بعبارت دیگر چرخدنده بعد از عملیات شیوینگ به اندازه نهائی خود برسد .

در تولید انبوده چرخدنده از روش شیوینگ جهت پرداختکاری بطور وسیعی استفاده می شود.

روش هنن کاری : در این روش چرخدنده سخت شده توسط ابزاری بشکل چرخدنده هلیکال (که از جنس پلاستیک بوده و از ذرات ساینده اشباع شده) بحرکت در می آید بدین وسیله فرم دندانه (اشتباهات کوچک در فرم دندانه )اصلاح شده و نیز سطح آن پرداخت می شود.

لپن کاری: در این روش چرخدنده با یک ابزار لپن کاری چرخدنده ای شکل در فضائیکه حاوی ماده ساینده است می گردد در بعضی اوقات دو چرخدنده در گیر نیز بهمین شکل می گردند.

برای چرخدنده های ساده و هلیکال یک حرکت نسبی محوری نیز ضروری است.

لپن کاری بیش از حد مممکن است فرم اینولیت دندانه را ار بین ببرد.

سنگ زنی:بعد از عملیات حرارتی می توان فرم نهائی را در دندانه ایجاد کرد.

اشتباهات حاصل از آشفتگی موجود در عملیات حرارتی می تواند اصلاح شود برای سنگ زنی در موقع عملیات ماشینکاری یک اضافه اندازه کافی در روی دندانه ها در نظر می گیرند.

بعضی از چرخدنده های ریزگام را تنها بوسیله سنگ زنی می سازند.

برنیشینگ: در این روش قطعه کار را تحت فشار (فشار وارده از طریق ساچمه سنگ زنی می سازند)قرار داده و با ایجاد تغییر شکلهای پلاستیکی ناهماریهای کوچک موجود در روی سطح قطعه کار را پهن کرده و هموار می کنند.

از یک ابزار مخصوص برنیشینگ که سخت شده نیز است در این روش استفاده بعمل می آید.

در این عملیات اشتباهات حاصل از ماشینکاری قطعه کار اصلاح نمی شوند.

ظرفیت خنثی دندانه های چرخدنده ساده: در موقع کار دندانه ها در زیر تعداد دندانه های مماسی بطور همزمان از یک عدد به دو یا سه عدد و بیشتر تغییر می کند.

ولی معمولا باید توانائی تحمل تار خمشی دندانه را در موقعیکه بار به گوشه ضعیفترین قسمت دندانه وارد می آید حساب کنیم.

فرض کنیم نیروی هم راستا با خط فشار بر خط وسط دندانه اعمال گردد.

در این ناحیه نیروی مزبور به دو مولفه شعاعی و مماسی تقسیم می شود .

مولفه شعاعی یک تنش فشاری یکنواخت بر سطح مقطع وارد می کند ولی معمولا در موقع محاسبه تنش از این تنش صرفنظر می شود.

مولفه مماسیf یک ممان خمشی fl در ضعیفترین قسمت یا پای دندانه بوجود می آورد.

معمولا در موقع محاسبه تنش خمشی دندانه آنرا بعنوان یک تیر طره ای (یک سر آزاد) فرض می کنند .

اگر از معادله مقدماتی در محاسبه تنش خمشی استفاده شود در اینصورت بهترین نتیجه بدست آمده نیز تقریبی خواهد بود.

دقت عمل کمتر خواهد بود زیرا که دندانه کوتاه و ضخیم بوده و همچنین سطح مقطع آن غیر یکنواخت است.

بادی بیاد آورد که قبلا این معادله را برای یک تیر نازک و طویل با سطح مقطع یکنواخت نوشتیم .

و در مورد بارهای متمرکز این معادله فقط در نقاطیکه به اندازه کافی از نقطه اعمال نیرو فاصله دارند صادق است.

در غیر اینصورت از معادله مذکور بروش زیر استفاده بعمل می آید.

ضرایب فرم یا لویس برای دندانه های چرخدنده ساده: ضریب فرم یا لویس را به افتخار یک مهندس به این نام می نامند.

این مهندس اولین شخصی است که معادله خمش را در مورد دندانه های چرخدنده بکار گرفت.

با وجود اینکه از زمان تدوین (1893) به این طرف تغییرات زیادی در مواد و روشهای تولید چرخدنده ها بوجود آمده ولی این ضرایب با تغییرات خیلی کمی کما کان مورد استافده است.

مقادیر l,h که توسط آنها مقدار y از طریق معادله محاسبه می شود اندکی غیر مطمئن هستند زیرا این مقادیر بمقدار زیادی تحت تاثیر ا ندازه شعاع فیلت r ، قرار می گیرد.

برای دندانه هائیکه از طریق تیغ فرزها تراشیده می شوند این شعاع ممکن است به کوچکی 0.5 برسد.

در مورد این شعاعها مقادیر واقعی y کوچکتر از مقادیری است که در جدول داده شده و در نتیجه دندانه ها محکمتر از آنچه از معادله با استفاده از مقادیر جدول بدست می آید نخواهند بود.

در مورد دندانه هائیکه ضخامتشان از نوک تا پا افزایش می یابد برای اندازه گیری با زوی ممان می توان یک سهمی در بین دندانه ها (طرح دندانه ها) محصور کرد .

سهمی باید بر راس A و فیلتهای دو طرف دندانه مماس باشد سپس تنشهای خمشی مربوط به سطح مقطه های مار بر نقاط مایل را حساب می کنند.

چون استحکامهای کششی مواد مورد استفاده در چرخدنده ها با افزایش سختی افزایش می یابند لذا مقادی تنش کار یا تنش مجاز بدست می آیند.

بار حد برای استهلاک: دندانه های چرخدنده همچین باید در مقابل بار F ناشی از تنش تماسی یا فشاری موجود در بین دندانه ها استحکام کافی داشته باشند.

با فرض دندانه ها بصورت استوانه های موازی مماس با هم محاسبات را انجام می دهند.

شعاعهای این استوانه های موازی مماس با هم محاسبات را انجام می دهند.

شعاعهای این استوانه را مساوی شعاعهای انحنای اینولیوتها در موقع تماس دندانه ها در نقطه گام O در نظر می گیرند.

فرض کردن دندانه ها بعنوان استوانه های تقریبی رضایتبخش است زیرا اگر چه تنشهای فشاری خیلی زیاد هستند ولی در نقاط دور از ناحیه تماس بسرعت کاهش می یابند.

باردینامیکی: نیروی اسب بخار مماسی F منتقله از یک چرخدنده به چرخدنده دیگر را می توان براحتی حساب کرد ولی بهر حال این کل بار عامل در بین دندانه ها نیست.

عدم دقت های مربوط به فرم و فاصله دندانه ها همراه با اینرسی اجرام دوار اثرات دینامیکی تولید می کنند.

این اثرات بر روی دندانه ها نیز عمل می کنند.

بلحاظ اینکه دقت یک چرخدنده را نمی توان قبلا تعیین کرد لذا محاسبات باردینامیکی ممکن است عدم اطمینانهای تزرگی را در طراحی چرخدنده ها بوجود آورد.

بر اساس فرضهایی می توان معادله زیر را برای بار دینامیکی ناشی از اشتباهات موجود در فرم و فاصله دندانه ها استخراج کرد.

اشتباهات موجود در چرخدنده ها: اشتباهات بوجود آمده در فرم و فاصله دندانه ها در موقع تراشیدن آنها از عوامل مختلفی ناشی می شود و کنترل آنها خیلی مشکل است.

تلرانسهای مجاز مربوط به دندانه های چرخدنده های چرخدنده های را می توان از کتاب Gear classification Manual 390.02.1964 مربوط به انجمن چرخدنده سازان امریکا بدست آورد.

راحت تر این است که چنین تلرانسها بعنوان اشتباه انتظاری دردندانه های چرخدنده استفاده نمائیم.

بعبارت دیگر از ماشین مذکور این مرغوبیت را می توان انتظار داشت.

این مرغوبیت در سیستمهای انتقال قدرت عمومی بطور وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد.

چرخدنده های مرعوبتر ممکن است عملیات پرداختکاری ویژه ای لازم داشته و گرانقیمت باشند.

بعنوان مثال چرخدنده های اتومبیلها دارای مرغوبیتی که قطعه مورد طراحی اجازه می دهد.

استفاده نموده و کار مورد نظر را با آن اگر تعداد دندانه های چرخدنده را کاهش دهیم.

به همان نسبت شعاعها کاهش ولی ارتفاع سردندانه افزایش می یابد.

بدین ترتیب نقطه A منطبق می شود.

اگر قرار باشد که تعداد دندانه و چرخدنده با زهم کمتر باشد در اینصورت تداخل interference of metal فلزی بوجود می آید مگر اینکه زیر دامنه داندانه تراشیده شود این مطلب در آینده تشریح خواهدشد.

معادلات مربوط به طول تماس(در فوق) تنها در مورد چرخدنده ها ئیکه زیر تراش ندارند صادق است.

ولی موقعیکه چرخدنده ها تحت تنش زیاد هستند بهتر است که نقاط شورع و انتهای تاماس بطور قابل توجهی کوچکتر از فاصله نقاط تداخلی باشد.

چگونگی کوچک شدن شعاع انحنای منحنی اینولیوتدر اثر رسیدن نقطه تداخلی یا شورع اینولیوت است .تنشهای تماسی ناشی از بار با کاهش شعاع انحنای جسم بسرعت افزایش می یابد.

مقدار تنش ممکن است به قدری زیاد شود که پدیده حفره شدن سطح دندانه و گسیختگی آن در ناحیه ایکه مقدار شعاع انحنا کم است اتفاق افتد طراح معمولا کوچکترین دندانه ها را که می توانند بار مورد نظر را تحمل کنند تعیین می کند ودلیل اینکار ار ایجاد حداکثر همپوشانی اثر چرخدنده ای می باشد .

تنشهای دندانه های چرخدنده ثابت نسبت به میزان دقت سوار کردن چرخدنده ها حساسیت زیادی دارند.

اگر دو شفت چرخدنده های دگریر شده با هم موازی نباشند با ر منتقله در سطح پیشانی دندان ها پخش نمی شود.

بلکه در یک لبه دندانه متمرکز شده و موجب تنشهای بزرگی می گردد.

در بعضی اوقات دندانه ها را بصورت تاجدار می سازند معنی تا جدار کردن ا ین است که دندانه ها را در طرف انتهای آن اندکی نازکتر می کنند نا بار وارده حتما بر ناحیه مرکزی عرض دندانه اعمال شود.

برای اینکه بار منتقله بطور تدریجی بر دندانه ها اعما شود عرض دندانه را اندکی از عرض تئوری مربوط به نوک دندانه کوچکتر انتخاب می کنند.

این را بنام آزادی نوک می خوانند.

مواد چرخدنده ها: چرخدنده ها از مواد مختلفی مانند چدن خاکستری و آلیاژی فولادهای ریخته و فولادهای جوش(قابل شکل دادن) برنج ،برنز و پارچه های اشباع شده ساخته می شوند.

خاصیت چدن در مقابل عوامل استهلاکی خوب است ولی مقاومت آن در مقابل بارهای خمشی کم است و همین عامل باعث می شود که دندانه های چرخدنده ها چدنی نسبتا بزرگ انتخاب شوند.

فولاد کم کربن ساخت نشده و فولاد free – cutting (فولادی که فسفر‌آن به 15/0 درصد وگوگرد آن به 2/0 درصد افزایش داده شده تا براحتی و با سرعت زیاد ماشینکاری شود) در ساخت چرخدنده ها می توانند مورد استفاده قرار گیرند ولی از این فولادها باید در جاهائیکه احتیاج به ا ستحکام متوسط و مقاومت در مقابل ضربه است ،استفاده شود.استحکام زیاد و سختی سطحی را فقط با استفاده از روشهای حرارت کاری می توان بدست آورد.

روشها وعملیات اصلی حرارت کاری بترتیب زیر هستند.

سخت کاری عمیق: در صورت کافی بودن محتوی کربن ماده چرخدنده (50/0 – 35/0 ) می توان با حرارت کاری و کشیدن آن خواص فیزیکی مناسبی را بدست آورد.

فولادهای کربن ساده مانند 1040 و 1050 و فولاد فری کاتینگ 1137 بطور عمیق سخت نمی شوند ودر حین خنک کاری آشفته می شوند.

فولاد های آلیاژی 4140 و 4340 بطور عمیق سخت می شوند.

و در موقع حرارت کاری شکل خودشان را بنحو بهتری حفظ می کنند.

بالا بردن استحکام و سختی سطحی و داخلی مواد توسط عملیات حرارتی ،موجب کاهش داکتیلیته ماده می گردد.

کربوریزه کردن(کرن دادن ) و سخت کردن سطح ماده: در این عملیات قطعات مورد سخت کاری را د ر داخل یک جسم غنی از کرن قرار داده و تا دمای قرمز حرارت می دهند.

و بمدت طولانی در داخل کوراه و در دمای مذکور نگه می دارند .

بدینوسیله کربن توسط لایه های سطحی ماده (قطعات) جذب می شود و بعد از خنک کاری و تمپره کردن سطح آن سخت می شود.داخل ماده نیز مستحکم شده ولی برای جلوگیری از آشفتگی (سیستم کریستالی) چرخدنده دقت عمل زیادی لازم است.

فولاد های آلیاژی کم کربن مانند 4320 و 4620 برای کربوریزه کردن بطور وسیعی مورد استفاده قرار می گیرند.

نیتره کردن (نیتروژن دادن) : برای ایجاد سختی خیلی زیاد در سحط ماده و همچنین مقاوم کردن آن نسبت به سایش و استهلاک از عملیات نیتره کردن می توان استفاده کرد.

بعد از عملیات حرارتی چرخدنده را در حضور گاز آمونیاک بمدت طولانی در دمای 850 الی 1000 نگه می دارند در سطوح چرخدنده نیترایدهای کمپلکس تشکیل می شوند.این عملیات نسبتا گران تمام می شوند فولادهای 4140 4340 و نیترالوی بطور وسیعی مورد استفاده قرار می گیرند ولی با حود این از بعضی از فولادهای دیگر نیز می توان استفاده کرد مقاومت چرخدنده های نیتره شده نسبت به دما از چرخدنده ها کربوریزه شده بیشتر است .

هر دو عملیات کربوریزه و نیتره موجب بوجود امدن تنشهای فشاری محبوس در سطح ماده می شوند و این پدیده مقاومت چرخدنده را نسبت به تنشهای خستگی که در مورد چرخدنده ها زیاد اتفاق می افتد زیاد می کنند.

سختکاری بروش القائی و شعله: در این روش چرخدنده توسط یک سیم پیچ القائی گرم شده و سپس آنرا در داخل روغن خنک می کنند .

از گرم کردن دندانه به دندانه (موضعی) توسط سیم پیچ یا شعله اکسی استیلن نیز استفاده می شود .

خنک کاری توسط شیر آب یا جریان هوا انجام می گیرد.

فولاد باید دارای کربن کافی باشد تا در اثر خنک کردن سخت گردد.

4140 ارزانترین ولی 4340 سخت شدنی ترین فولاد بشمار می رود.

با تراشیدن دندانه ها بطور خشن در مرحله اول در روی قطعه خام چرخدنده (قطعه ایئکه توسط عملایات نرمالیزه و باز پخت برای ماشینکاری آماده شده است) می توان آشفتگی را از بین برد سپس چرخدنده را حرارت کاری کرده و تا حد بالای ماشینکاری (350 – 300 برینل) سخت کرده و دندانه ها را توسط پرداختکاری به اندازه نهائی می رسانند.

و دیگر هیچ نوع عملیات حرارتی بعدی لازم نیست.

در بعضی موارد از فولاد با خواص فیزیکی مطلوب در عملیات فوق استفاده می نمایند و بدینوسیله هزینه های ماشینکاری کاهش می یابند.

گسیختگیهای معمول در چرخدنده: در زمان حاضر طراحی چرخدنده نه فقط علم بلکه ترکیبی از علم و هنر می باشد .

در صورت وجود تجربیات عملی و با استفاده از این تجربیات می توان به بهترین وجه از گسیختگی چرخدنده ها جلوگیری کرد.

عمر کار بعضی از چرخدنده ها بیشتر ا عمر محاسبه شده (عمر انتظاری) توسط معادلات طراحی است در حالیکه عمر چرخدنده های دیگر در صورت کار کرد خوب در حدود عمر محاسبه شده می باشد.

آنالیز دقیق برای پی بردن به دلیل گسیخته شدن دو چرخدنده اهمیت زیادی دارد.

زیرا بزرگ کردن چرخدنده ها نمی تواند مسبب اصلی گسیختگی آنها را از بین ببرد.

سه نوع گسیختگی معمول در دندانه ها عبارتند از شکستن دندانه حفره زدن سطح و خط خوردن.

شکستن دندانه: این نوع گسیختگی ممکن است در اثر اعمال بار سنگین و غیر منتظره ای بوجود آید یک نوع گسیختگی خیلی معمول وجود دارد که از خستگی خمشی ناشی می شود این گسیختگی از تکرار خیلی زیاد اعمال بار بر روی دندانه (در موقع گردش چرخدنده) نتیجه می شود.

یک مقدار کوچک برای شعاع فیلت ممکن است اثرات خستگی خمشی را قویتر کند.

حفره زدن : حفره زدن یک پدیده خستگی است که در اثر اعمال تنشهایی بزرگتر از تنش حد تحمل سطح ماده اتفاق می افتد.

بعد از تکرار شدن تعدا کافی از سیکل بار تکه هائی از سطح خسته شده به بیرون می جهند .

در بعضی موارد سرعت یا نرخ بیرون جهیدن تکه های سحط به مرور کار چرخدنده افزایش می یابد و دلیل این افزایش سرعت بیرون جهیدن این است که بقیه نواحی حفره نزده نیز توانائی خود برای تحمل بار را رفته رفته از دست می دهند.

این نوع گسیختگی ممکن است در اثر عدم روانکاری صحیح چرخدنده ها اتفاق افتد.

خط خوردن دندانه ها: خط خوردن دندانه ها می تواند در اثر اعمال بارهای سنگین و روانکاری غیر کافی اتفاق افتد .

در روانکاری غیر کافی لایه روغن گسیخته شده و تماس فلز با فلز اتفاق می افتد بدین وسیله دما های زیاد بوجود آمده و نقاط مرتفع سطوح به هم جوش خودره و بزودی از هم جدا می شوند ولی این جوش خوردن و جدا شدنها باعث استهلاک سریع سطوح می شوند.

در شروع کار جعبه دنده ها تا زمانیکه سطوح دندانه ها خیلی صاف و پرداخت است باید سرعت و بار چرخدنده های جعبه دنده کنتر باشد.

نا هم محوری شفتها ممکن است موجب اعمال تمام بار به یک طرف دندانه شده و موجب ایجاد تنشهای زیاد بشود که در اینصورت نیز ممکن است در روی دندان ها خط بیافتد.

دندانه های ریز – گام نسبت به خط خوردن خیلی در امان هستند .

بعبارت دیگر این نوع دندانه ها کمتر خط می خورند.

در چرخدنده های درشت دندانه ممکن است ضرر خط خوردن بیشتر از شکسن و حفره زدن باشد.

در حال حاضر هیچ فرمول ساده و قابل اطمینانی وجود ندارد که توسط آن طراح بتواند احتمال خط خوردن دندانه ها را پیش بینی کند.

روانکاری و سوار کاری چرخدنده ها: چرخدنده ها در شرایط مختلفی کار می کنند و بهمین دلیل روشهای روانکاری آنها نیز متفاوت خواهند بود.

در چرخدنده های غیر محصور یا رو باز ماده روانکاری توسط روغن دادن ،روغن چکان یا برش به اخل چرخدنده ها زده می شود.

زدن ماده روانکاری با حجم زیاد را در وقفه های زمانی طولانی به میان چرخدنده ها بریزیم .

اگر چرخدنده با آب یا اسید ها در تماس باشند.

باید از یک نوع ماده روانکاری چسبناک (جسبنده به فلز) استفاده گردد.

موقعیکه چرخدنده ها در یک محفظه بسته کار می کنند.

معمولا چرخدنده بزرگتر داخل روغن فرو رفته را به سطوح دندانه ها می رساند.

در بعضی موارد با استفاده از یک فواره روغن سطوح دندانه های چرخدنده های محصور (موقعیکه بطرف همدیگر می گردند.) روانکاری می شوند.

موقعیکه فشار تماسی خیلی زیاد است از مواد روانکاری پر فشار ep یا extreme-pressure استفاده می کنند.

بدینوسیله از گسیخته شدن ماده روانکاری و در نتیجه از بوجود آمدن تماس فلزی میان قطعات جلوگیری بعمل می آید .

مواد روانکاری نوع ep دارای افزودنیهائی هستنند که موجب افزایش خواص تحمل بار آن شده و بدین ترتیب از له شدن ماده روانکاری جلوگیر بعمل آورد.

بدینوسیله از گسیخته شدن ماده روانکاری و در نتیجه از بوجود آمدن تماس فلزی میان قطعات جلوگیری بعمل می آید.

مواد روانکاری نوع EP دارای افزودنیهائی هستند که موجب افزایش خواص تحمل بار نوع آن شده و بدین ترتیب ازله شدن ماده روانکاری جلوگیری عمل می آورند.

وجود ماده خارجی در داخل ماده روانکاری می تواند نرخ استهلاک دندانه های چرخدنده ها را بطر سریع افزایش دهد.

سوار کردن یا مونتاژ چرخندنده ها از اهمیت زیادی برخوردار است.

در موقع سوار کردن باید دقت کرد که شفتها بصورت موازی قرار گیرند.

و الابجای اینکه بار در تمامی عرض پیشانی دند انه پخش گردد، فقط به یک طرف آن وارد شده و موجب تنشهای زیاد خواهد شد .

در نتیجه استهلاک زیاد و خطر گسیختگی بوجود خواهد آمد.

اگر دندانه ها موازی محور دوران تراشیده نشده باشند و یا در سایر نکات مربوط به چرخدنده دقت کافی مبذول نگردد، ممکن است همان اشکال مذکور بوجود آید.تغییر شکلهای الاستیکی دندانه ها بدنه چرخدنده ها، شفتها، و تکیه گاههای یا تاقانها نیز می توانند موجب نا هم محوری گردند.

جرمهای دوار بالانس یا (تعدیل) نشده، نیز می توانند در سیستمهای چرخدنده ای موجب اعمال بارهای سنگین غیر منتظره بر دندانه ها شوند.

صداکردن و بوجودآمدن ارتعاش و همچنین کاهش عمر چرخندنده ها ممکن است دارای دلایل زیادی باشند، و تعیین و آنالیز آنها ممکن است خیلی مشکل باشد.

- پس زنی در محاسبه چرخدنده ها، استاندارد اینست که ضخامت دندانه در روی دایره گام را دقیقاً نصف گام دایره ای فرض کنیم، بدلیل عدم دقت های اجتناب ناپذیر unavoidable inaccuracies، لازممست که دندانه ها را اندکی نازکتر بتراشند تا یک کلیرنس تامین گردد، این کلیرنس از چسبیدن چرخدنده ها جلوگیری کرده و باعث می شود که بنرمی روی همدیگر بغلتند.

این کلیرنس (فاصله آزاد) را پس زنی backlash می نامند پس زنی عبارتست از مقداری که فاصله دندانه به اندازه آن، از ضخامت دندانه درگیر، بیشتر است.

اندازه گیری پس زنی باید در روی دایره گام انجام بگیرد.

اگر توسط یک فیلتر feeler gage اندازه گیری مذکور را بطور قائم برپروفیل دندانه انجام دهیم، باز می توانیم مقدار پس زنی را (درروی دایره گام) با استفاده از آن بدست آوریم.

معمولاً برای ایجاد پس زنی، در موقع تراشیدن دندانه ها، بار عمقی ابزار راندکی بیشتر انتخاب می کنند، و این کار باعث می شود که دندانه ها کمی نازکتر ولی فاصله بین آنها اندکی بیشتر باشد.

یا اینکه می توان فقط با نازک کردن دندانه های یکی از چرخندنده ها، پس زنی را بوجود آورد، ولی ضخامت دندانه های هر دو چرخدنده درگیر را کاهش می دهند.

با تغییر فاصله مرکزی محور چرخدنده های درگیر نیز می توان مقدار پس زنی را کم و زیاد کرد.

مقادیر پیشنهادی برای پس زنی در (جدول 4-10) نوشته شده است.

در مورد چرخدنده های بکار رفته در دستگاههای دقیق و دستگاههای اندازه گیری، لازمست که مقدار پس زنی خیلی کم باشد.

در مورد دندانه های اینولیوت، مقدار پس زنی و تغییرات فاصله مرکزی محورهای چرخدنده ها اثری بر عمل چرخدنده ای تئوریک ندارد.

اندازه گذاری چرخدنده ها: نقشه یک چرخدنده باید قطر خارجی و ضخامت بدنه آنرا همراه با تلرانسهای مناسب نشان دهد.

تعداد دندانه ها، گام قطری، و زاویه فشار باید داده شوند.

باید مقدار پس زنی در نظر گرفته شده وض خامت دندانه در روی دایره گام تئوریک، نشان داده شوند.

ضخامت دندانه باید همراه با یک تلرانس، ولی قطر دایره گام باید بصورت یک اندازه ثابت نشان داده شوند.

ارتفاع سردندانه و همچنین ارتفاع کل دندانه نیز باید نوشته شوند.

معمولاً نشان دادن تعداد دندانه چرخدنده درگیر، فاصله مرکزی بین محورهای چرخدنده ها و مقدار پس زنی بعد از درگیر شدن نیز مفید است.

ولی بهتر است که از بیان اندازه های تئوری زائد و وابسته بهم، خودداری گردد.

آندرکاتینگ در دندانه های چرخدنده Undercutting in Gear Teeth چرخدنده اینکه دارای دندانه های کمی بوده و توسط یکی از روشهای مولدی یا ساخته شود، در این نوع چرخدنده ها، انتهای ابزار برنده از نقطه تداخلی گذشته و بداخل چرخدنده پیشروی می کند و بدینوسیله مقدار زیادی از فلز را بر می دارد.

نقطه تداخلی همان نقطه تماس دایره پایه با خط فشار می باشد.

آندرکاتینگ نه تنها موجب ضعف دندانه می شود، بلکه مقدار کمی از اینولیوت مجاور با دایره پایه را بر می دارد با این کاهش در اینولیوت ممکن است به کاهش جدی طول تماس بیانجامد.

عمل چرخدنده ای فقط در روی قسمت اینولیوت دندانه ، که منتهی به دایره پایه می شود، اتفاق می افتد.

بنابراین قسمتی از دندانه درگیر که از نقطه تداخلی به داخل پیشروی می کند، برای کار چرخدنده ها(عمل چرخدنده ای) لازم نیست .

اگر اندازه دندانه ها را کوچک انتخاب کرده و تعداد آنها را در یک چرخدنده بیشتر کنیم، می توان از آندرکاتینگ جلوگیری کرد.

اگر ارتفاع سردندانه به داخل نقطه تداخلی A راه نیابد، هیچگونه آندرکاتینگ بوجود نخواهد آمد.

برای اینکه یک چرخدنده ساخته شده توسط یک روش ژنراتینگ، دارای آندرکاتینگ نباشد باید حداقل تعداد دندانه آن بشرح زیر باشد: برای چرخدنده های تمام - عمق : برای چرخدنده های – عمق 20 : برای چرخدنده های دندانه کوتاه 20: چرخدنده هائیکه تعداد دندانه آنها از مقادیر فوق کمتر است، فقط در مواقعی بکار گرفته می شوند که افت بوجود آمده در قسمت اینولیوت دندانه موجب کاهش طول تماس بمقداری کمتر از مقدار قابل قبول نشود.

برتری چرخدنده های 20 را در مواردیکه تعداد دندانه ها کمتر است، باید در نظر داشت.

اگر چرخدنده توسط روشی که موجب برش یا آندرکات پایه دندانه نمی شود، ساخته شود، در اینصورت تداخل فلزی بوجود میآیدو احتمالاً چرخدنده مذکور نه می تواند با یک چرخدنده دیگر درگیر شود و نه روی آن بغلتد.

با استفاده از یک سیستم با زاویه فشار بزرگتر و یا توسط تراشیدن دندانه ها در سیستم ارتفاع سردندانه طویل و کوتاه می توانیم از بوجود آمدن آندرکاتینگ و تداخل جلوگیری بعمل آوریم.

سیستم ارتفاع سردندانه طویل و کوتاه در قسمت آینده مورد بحث قرار می گیرد.

دندانه های سیکلوئیدی نه آندرکات بر می دارند و نه تداخل پیدا می کنند.

این برتری توسط سیستم مرکب محفوظ مانده است .

البته اینولیوت ها توسط تمام سیستمهای ژنراتینگ استاندارد تولید می شوند.

ولی برای تعیین اینکه عملاً شکل دندانه ها چطور خواهد شد، لازمست که روش تولید و ابزار مخصوصی را که مورد استفاده قرار می گیرد، در نظر گرفت.

با رسم چرخدنده در یک مقیاس بزرگتر، می توان چنین اطلاعاتی را بدست آورد.

مخصوصاً در مواردیکه تعداد دندانه های چرخدنده کم است، احتیاج به تعیین وسعت آندرکاتینگ داریم.