دانلود تحقیق معرفی چرخ دنده ها

مقدمه:

   چرخدنده ها یکی از پرکاربردترین قطعات در صنعت می باشد .البته با این وجود همیشه    نقشی ناپیدا را در زندگی بشر امروز ایفا کرده است .در واقع کمتر کسی است که اطلاعات مختصری در مورد چرخدنده ها داشته باشد حتی مهندسان که در صنعت فعالیت می کنند اطلاعات کمی در مورد چرخدنده ها داشته و بجز کلیات چیزی نمی دانند.

   با توجه به پیشرفت صنعت و نقش انکار ناپذیر چرخدنده ها در قسمتهای مختلف صنعت لازم است که با توجه به رشد صنعتی کشور دانشجویان مکانیک آشنایی بیشتری با چرخدنده پیدا کرده و با انواع مختلف و نحوه عملکرد و نحوه تراشیدن آنها آشنا شوند.

البته در این زمینه مطالب بسیاری در منابع مختلف موجود می باشد که با مراجعه با آنها می توان اطلاعات افی در این زمینه بدست آورد.

در این تحقیق سعی شده است تا مطالب کلی در مورد انواع و مزایا و معایب و مشخصات فنی آنها ارائه شده است تا منبعی منسجم و مختصر در اختیار دانشجویان قرار گیرد.

تاریخچه چرخدنده ها:

  از زمان دقیق استفاده چرخدنده ها آگاهی نداریم ولی از حدود سه هزار سال پیش انسانها از چرخدنده های چوبی استفاده می کردند.بنظر می رسد نخستین چرخدنده ها از چوب ساخته شده اند.تمدنهای قدیم از چرخدنده ها استفاده های مختلفی می نمودند به عنوان مثال رومیان از چرخدنده های چوبی در آسیباب ها برای انتقال نیرو استفاده می کردند و یا یونانیان برای ادوات نجومی خود چرخدنده های کوچکی از جنس فلزات می ساختند.

در زمان قرون وسطی نیز از چرخدنده ها در آسیاب های آبی استفاده می شد و با اخترع ساعت انواع چرخدنده ها از انواع کوچک و بزرگ در ساعت های مختلف اسفاده می شد.

در قرن نوزدهم با وجود آمدن کشتیهای بخار و ماشینهای ابزار و...چرخدنده ها کابرد گستردی پیدا کردند و با آغاز قرن بیستم با به عرصه آمدن خودرو و هواپیما دریچه نوینی به روی چرخدنده سازی گشوده شد و این صنعت همراه با پیشرفت صنایع دیگر به جلو می رفت و توسعه می یافت.

 

چرخدنده :

چرخدنده جزئی از اجزای ماشین است که برای انتقال  حرکت و توان از محور خود به چرخدنده ای دیگر و در نتیجه به محور آن از طریق دندانه هایش بکار می رود.

بوسلیقه چرخدنده ها می توان حرکت دورانی و گشتاور گردشی را بدون لغزش از محوری به محور دیگر (در فاصله محور های کم)منتقل نمود.همچنین به کمک چرخدنده ها می توان نسبت انتقال و جهت گردش مورد لزوم را بدست آورد.

شرط معمول اینست که حرکت  انتقال یافته یکنواخت باشد.

ازمیان دوچرخ دنده درگیرآنکه کوچکتر است که معمولا گرداننده هم هست  پینیون و چرخ دنده دیگر چرخ دنده نامیده می شود.

رخ‌دنده وسیله‌ای است برای انتقال گشتاور که به کمک آن می‌توان مقدار گشتاور و یا سرعت دورانی را کاهش یا افزایش داد.

همچنین به کمک چرخ دنده ها می‌توان جهت حرکت را تغییر داد.

محاسن چرخدنده ها:

1)انتقال نیروی بیشتر:

اگر دو دستگاه ماشین تراش  را یکی با چرخدنده و دیگری با چرخ تسمه است را مقایسه کنیم خواهیم دید کدامیک بهتر می باشد.بطوریکه ملاحظه می شود در ماشین تراش چرخ تسمه ای به محض بارگذاری زیاد تسمه ها سرخورده و ماشین از حرکت باز می ایستد ولی چنانچه ماشین با چرخدنده مجهز نماییم می توانیم در ماشین سرعتهای زیادتری ایجاد نماییم و همچنین می توانیم بوسلیه دستگاه جعبه دنده نیروی بیشتری را انتقال داد.

بطور کلی دوام چرخدنده ها به مراتب بیشتر از چرخ تسمه ها می باشد.

2)انتقال نیرو روی محورهای مختلف:

  از چرخدنده ها می توان برای انتقال نیرو در محورهای موازی و متنافر و متقاطع استفاده نمود.

 

3)تبدیل حرکت دورانی به خطی و بالعکس:

به طور مثال به کمک چرخ و شانه می توان می توان حرکت دورانی  را به مستقیم  و یا بالعکس تبدیل نمود.

 

معایب چرخدنده ها:

1)حرارت ایجاد شده بین دو چرخدنده ها:

اغلب اوقات دو چرخدنده که با هم درگیر بوده و عمل انتقال نیرو انجام می دهند در اثر ردش و تماس با یکدیگر و تاثیر نیروهای متقابل بین آنها حرارت ایجاد شده و در اندک مدتی احتمال شکستن و یا خراب شدن آنها خواهد بود برا جلوگیری از این عمل سعی نمود:

در محل قرار گرفتن چرخدنده ها روغن وجود داشته باشد و باید بین دو چرخدنده لقی وجود داشته باشد تا از گرم شدن و خسارت ناگهانی جلوگیری شود.

 

2)صداهای ناهنجار:

معمولا در چرخدنده های ساده بیشتر است.

3)شکستن و خرد شدن

شرایط فیزیکی لازم در چرخدنده ها :

1)مقطع حقیقی دندانه ها با مقطع تئوری یکی باشد.

2)فاصله دندانه ها بایستی یکسان و درست باشد.

3)دایره گام حقیقی بر دایره گام تئوری منطبق و با محور چرخش چرخدنده هم مرکز باشد و همچنین نقطه تماس دو چرخدنده درگیر در دایره گام (قطر متوسط چرخدنده)باشد.

4)سطح پیشانی و دامنه دندانه ها باید صاف و دارای سختی کافی برای مقاومت در مقابل سایش و جلوگیری از ایجاد صدا در هنگام چرخش باشند.

5)محورهای مرکزی و یاتاقانها دارای استحکام کافی باشند تا در اثر بارهای وارده در هنگام کار بتوانند فاصله مرکز تا مرکز مطلوب را حفظ کنند.

 

انواع چرخدنده ها:

چرخدنده ها را می توان به چند صورت تقسیم بندی کرد ممکن است بر حسب شکل ظاهری و نوع کاربرد و روش ساخت آنها طبقه بندی کرد اما در اکثر مواقع چزخدنده ها بر حسب شکل ظاهری طبقه بندی می شوند:

چرخدنده ساده :

ساده ترین نوع چرخدنده ها هستندکه دارای دندانه های موازی با محور چرخش هستند و برای انتقال حرکت بین دو شافت موازی بکار می رود.

دندانه های این چرخ دنده ها به موازات محور دورانشان تراشیده می شوند.

این چرخ دنده ها از نظر طراحی و ساخت درمقایسه با انواع دیگرچرخ دنده ساده تر هستند وبرای انتقال قدرت بین دو شفت موازی مورد استفاده قرار می گیرند

چرخدنده های مارپیچ و شانه ای

چرخ دنده های مارپیچ موازی

      یک چرخدنده مطبق یا مرحله ای به طوری که درشکل (12-21) نشان داده شده متشکل از دو چرخدنده ساده و یا  بیشتر بوده که به یکدیگر بسته شده اند.

هر یک از آنها نسبت به چرخدنده مجاور خود  به مقدار حاصل  تقسیم گام  قوسی  بر تعداد  چرخ دنده ها جلوتر قرار دارد .

در یک جفت  چرخ دنده معمولی ساده  نیرو  به سطح دنده و در تمام  عرض وارد می شود.

چرخ دنده های مطبق نیرو  ابتدا به  قسمتی در عرض سطح ، کمی بعد  به  قسمت و یا مرحله بعدی و  به همین  ترتیب  به  مرحله های  بعدی وارد می گردد.

در نتیجه دندانه ها  با  ضربه کمتری با یکدیگر تماس پیدا خواهد کرد.

به همین جهت چرخ دنده های مرحله ای  نسبت به چرخ دنده های ساده به مراتب آرامتر و نرمتر کار می کنند.

اگر تعداد مراحل و یا طبقات به بینهایت میل کند، نتیجه یک چرخ دنده مارپیچ خواهد بود.

چرخدنده های مارپیچ به کار رفته در انتقال قدرت بین دو شفت موازی شکل (12-22 الف) به چرخ دنده های مارپیچ موازی موسوم بوده و چرخدنده های مارپیچ به کار رفته در انتقال قدرت بین دو شفت غیر موازی    (12-22 ب ) به چرخدنده های مارپیچ متقاطع موسوم می باشند

اگر یک  صفحه  مطابق شکل ( 12-23 الف )  بر روی استوانه  پایه  غلت بخورد ، خطی به موازات محور استوانه و واقع در صحفه سطح اینولوت دندانه چرخدنده ساده را ایجاد خواهد کرد.

بنابراین موقعی که یک جفت چرخدنده ساده درگیر می باشند تماس بین دندانه ها در امتداد خطی به موازات چرخدنده ها می باشد.اما اگرخط درصفحه مطابق شکل (12-23ب) نسبت به محور استوانه مایل باشد، سطح دندانه یک چرخ مارپیچ را تولید خواهد کرد

این سطح به یک اینولوت مارپیچی موسوم بوده  و به طوری که نشان داده شد  دارای اجزای متشکل از خط مستقیم می باشد.

وقتی که یک  جفت چرخ دنده مارپیچ موازی با هم درگیر می باشند، تماس بین دندانه های خطی درامتداد این اجزا می باشد.

موقعی که دو چرخدنده ساده با یکدیگر مماس می شوند.

تماس در کل عرض سطح  صورت گفته حال آنکه در مورد چرخ دنده های مارپیچ تماس در یک انتها شروع  و تدریجاً در امتداد دنده پیشروی می کند.

این مطلب در شکل ( 12-24 ) که درآن خطوط مستقیم a-a ، b-b ، c-c وغیره خطوط تماس متوالی را مشخص می کنند، نشان داده شده است.این تماس تدریجی درامتداد سطح دندانه موجب ضربه کمتر شده و بنابراین چرخ دنده های مارپیچی نسبت به چرخ دنده های ساده خیلی آرامتر عمل کرده، طول عمر بیشتر داشته و مقاومتر می باشد. 

این مطلب در شکل ( 12-24 ) که درآن خطوط مستقیم a-a ، b-b ، c-c وغیره خطوط تماس متوالی را مشخص می کنند، نشان داده شده است.این تماس تدریجی درامتداد سطح دندانه موجب ضربه کمتر شده و بنابراین چرخ دنده های مارپیچی نسبت به چرخ دنده های ساده خیلی آرامتر عمل کرده، طول عمر بیشتر داشته و مقاومتر می باشد.

شکل ( 12-25 ) مارپیچ گام را که از برخورد دنده مارپیچی واستوانه گام به قطر D حاصل شده نشان می دهد.

F پهنای سطح دندانه می باشد.یک صفحه افقی را که از محور استوانه عبور کرده در نظر می گیریم.

آنگاه از نقطه ای که مارپیچ صفحه را سوراخ می کند، مطابق شکل مماسی بر مارپیچ می کشیم.

زاویه ای که این مماس با صفحه افقی فوق می سازد به زاویه مارپیچ موسوم است.

امتدادی که شیب دندانه های چرخدنده مارپیچ در راستای آن قرار می گیرند به شاخص چرخدنده معروف می باشد.

برای تعیین شاخص چرخدنده مارپیچ به طوری که در شکل (12-26) نشان داده شده آن را بر روی میز یا زمین قرار دهید .

اگر صعود شیب به طرف راست باشد، شاخص آن راستگرد و اگر صعود شیب به طرف چپ باشد شاخص آن چپگرد است .

چرخ دنده های مارپیچی که دو شفت موازی را به یکدیگر مربوط می کنند، دارای شاخصهای مخالف هم می باشند.

چرخ دنده های مارپیچی متقاطع چرخ دنده های مارپیچی که برای انتقال قدرت بین دو شفت غیرموازی و غیر متقاطع مورد استفاده قرار می گیرند، به چرخدنده های مارپیچی متقاطع موسوم بوده و می توانند مطابق شکل ( 12-30 ) دارای شاخص هم جهت یا مخالف هم باشند.

خط چین نشان دهنده یک دنده در پشت چرخدنده 2 و یک دندانه در جلوی چرخ دنده 3 میباشد.

سیلندرهای گام و دندانه های یک جفت چرخدنده موازی که دارای شاخص مخالف هم می باشند، دارای تماس خطی بوده و در امتداد اجزای دندانه هیچ لغزشی وجود ندارد.

چرخدنده های یک جفت مارپیچ متقاطع به تنهایی همانند چرخدنده های مارپیچ موازی می باشند.

موقعی که چرخدنده های مارپیچ بر روی شفتهای غیر موازی درگیر شدند عملکرد دندانه ها مختلف خواهد بود.

سیلندرهای گام و دندانه ها دارای تماس نقطه ای بوده ودر امتداد اجزای دندانه لغزش وجود خواهد داشت.

چرخدنده تک مارپیچ از این چرخ دنده ها جهت انتقال حرکت در محورهای موازی و یا متنافر استفاده می شود .

راستای محور و دنده ها متفاوت است.

در این نوع چرخ دنده سر و صدای کمتری ایجاد می شود .

به دلیل مایل بودن دنده ها در هنگام تماس نیروی زیادی ایجاد شده در نتیجه باید بلبرینگی انتخاب کرد که بتواند این نیرو را تحمل کند .

زاویه های مارپیچ برای مارپیچ انتقالی 5/7 ، 15 ، 23 ، 30 وبرای چرخدنده های متنافر 45 چرخدنده های دومارپیچ از دو مارپیچ پهلو به پهلو تشکیل شده و جهت راستگرد و چپگرد آن دو مخالف یکدیگر است .

کاربرد آنها در دستگاههای نورد غلتکی فولاد و چرخدنده تلمبه های دنده ای و نیز در دستگاههایی است که نتوانند رانش محوری را تحمل کنند .

معمولترین زاویه 30 درجه و مشخصه گام آنها در جهت انتقالی است .

چرخدنده های شانه ای از یک چرخدنده ساده و یک شانه تشکیل شده است .

بیشتر از نوع ساده هستند ولی می توانند مارپیچ یا دو مارپیچ هم باشند .

نوع تخت آنها در تبدیل حرکت دورانی به حرکت رفت و برگشتی به کار می رود .

مانند دستگاه تراش.

کاربرد دیگر این چرخدنده ها در ابزار چرخدنده تراشی برای چرخدنده های ساده مارپیچ و دو مارپیچ است .

چرخ دنده های حلزونی گردآورنده: محمد حیدری جفت چرخ دنده حلزونى در این جفت ، عضو گرداننده ( حلزون ) داراى پیکربندى رزوه پیچ است .

محور حلزون همواره نسبت بهمحور چرخ حلزون ۹۰ درجه قرار مى گیرد .

جفت چرخ دنده حلزونى اگر خوب طراحى و ساخته شود عملکردى نرم و مشکل ارائه مى دهد و مى توان دامنه گسترده اى از نسبتهاى چرخدنده را هم براى آن انتخاب کرد ولى ملاحظاتى هست که باید آنها را براى عمر بهینه چرخدنده در نظر گرفت .

براى مثال ،با زاویه پیشروى زیاد مثلا ً ( ۳۰ درجه ) چرخدنده باید یطور مماسى هابکارى شود زیرا با پیشروى قائم هاب بخشى از رخساره فعال دندانه ها براده بردارى مى شود همچنین بهتر است که به زاویه هاى پیشروى بزرگتر زاویه هاى فشار بزرگترى اختصاص داده شود.

براى زاویه هاى پیشروى بزرگتر از ۳۰ درجه زاویه فشار ۲۵ درجه تا ۳۰ درجه و به همین ترتیب انتخاب موارد نیز بسیار اهمیت دارد .

برنز اس.اى.ای ۶۵ با حدود ۱ درصد نیکل براى چرخ حلزون خوب است ، و در صورتیکه پیکربندى چرخ دنده باید ریخته گرى چایشى یا ریخته گرى گریز از مرکز شود .خود حلزون باید از فولاد ساخته و سخت ( آبداده ) شود و دندانه هاى آن سنگ بخورد .

چرخ حلزون باید به طور جانبى به گونه اى تنظیم شود که اثر تماس تکیه گاهى بر روى دندانه هاى آن با در نظر گرفتن جهت گردش حلزون به طرف « در حال خروج » دندانه ها بیرون از مرکز باشد.

دست آخر اینکه براى دستیابى به نتایج بهتر باید جفت چرخ دنده حلزونى را پس از مونتاژ در آغاز بدون بار و سپس به تدریج با افزایش بار تا پیدا شدن سطوح صیقل خورده بر روى دندانه ها آب بندى کرد .این کار در صورتیکه سطح اثر تکیه گاهى اولیه دندانه ها رضایت بخش باشد ممکن است لازم نباشد ولى اگر کمتر از حدود ۵۰ درصد پهناى دندانه ها باشد مى توان بدون آب بندى مشکلاتى پیش آید .

ظرفیت تحمل بار جفت جرخ دنده حلزونى را مى توان با طراحى آن بر اساس معیارهاى هندسى کنش پشتکردى افزایش داد .بهتر شدن خواص جفت چرخ دنده حلزونى ناشى از بزرگتر شدن بخش پشتکردى ( صیقل زننده ) طول مسیر تماس رزوه ودندانه است .

این کار در جفت چرخ دنده هاى حلزونى بر خلاف تصورى که ممکن است بدوا ً از بحث اصلاح در موردچرخ دنده هاى ساده و مارپیچ به ذهن خطور کند با هابکارى کوچکتر از اندازه جرخ حلزون انجام مى شود نه با بزرگتر ساختن حلزون گرداننده ( یعنى افزایش قطر آن ) .دلیل آن این است که رزوه هاى حلزون گرداننده صرف نظر از اندازه قطر آن داراى شکل دندانه چرخ دنده شانه اى هستند و بنابراین با افزایش قطر حلزون تنها زاویه پیشروى تغییر مى کند ، نه کنش رزوه و دندانه بر روى هم.

جفت چرخ دنده حلزونى دوپوش در جفت چرخ دنده حلزونی دوپوش حلزون به صورت حباب ساعت شنى شکل داده مى شود و به همین دلیل نسبت به حلزونهاى معمولى با تعداد دندانه بیشترى از جرخ حلزون در تماس خواهد بود .

این نوع جفت نسبت به جفت چرخ دنده حلزونى معمولى با اندازه هاى یکسان توان را انتقال مى دهد ولى در سرعت هاى بالا گرماى بیشترى تولید می کند و به علاوه زمان مونتاژش هم طولانی تر است ، زیرا تنظیم محوری و جانبی حلزون دوپوش دشوارتر از حلزون های معمولی است.

چرخ دنده های حلزونی زمانی مورد استفاده قرار می گیرند که نیاز به دنده کاهشی بزرگی باشد.

موارد کاربرد چرخ دنده های حلزونی دیفرانسل توربین نقاله مکانیکی پمپ های چرخ دنده حلزونی بتونیر مخازن دوار چرخ دنده مخروطی: گردآورنده: آرش ترشیزیان همانطور که از اسم این چرخدنده پیداست دندانه ها در این چرخدنده ها بر روی یک مخروط ناقص قرار می گیرند که اگر ادامه یابند در رأس مخروط یکدیگر را قطع می کنند.

این نوع چرخدنده در تقسیم بندی انواع چرخدنده ، در دسته محور متقاطع ها می باشند .

زاویه در گیری در این نوع چرخدنده ها معمولاً 90 در جه می باشد ، ولی برای هر زاویه دیگری نیز می تواند طراحی شوند .

انواع چرخدنده های مخروطی : با دندانه های مستقیم straight-tooth با دندانه های مارپیچ spiral چرخدنده مخروطی نوع دندانه مستقیم straight-tooth چرخدنده نوع مخروطی دندانه مستقیم برای انتقال حرکت میان دو محور متقاطع بکار می رود که زاویه معمول بین دو شفت نود درجه می باشد .

دندانه ها در این نوع چرخ دنده مستقیم اند و موازی یال پدید آورنده محورند که اگر ادامه یابند در رأس مخروط یکدیگر را قطع می کنند و دو نیروی محوری و شعاعی را به باتاقان وارد می کنند .

این نوع چرخدنده مخروطی همان مشکلات چرخدنده ساده را دارند .

چرخدنده مخروطی نوع دندانه مارپیچ spiral چرخدنده های مخروطی مارپیچی نیز همانند چرخ دنده های مخروطی دندانه مستقیم برای انتقال حرکت از دو محور متقاطع که زاویه بین آنها 90 درجه است بکار می روند .

دندانه ها در این جا به صورت منحنی هستند و نسبت به یال پدید آورنده مخروط زاویه دارند .

در جایی که نیاز به انتقال گشتاور بالا در سرعتهای بالاتر از چرخدنده های مخروطی که دندانه های آن به صورت مارپیچ هستند ، می توان از این نوع چرخدنده استفاده کرد ،زیرا دندانه ها کاملاً در هم درگیر شده که در نتیجه می توانند قدرت و سرعت بیشتری را تحمل نمایند .

کاربرد چرخدنده های مخروطی : در جایی که نیاز به تعویض جهت انتقال قدرت و گشتاور (مانند دیفرانسیل اتومبیل) استفاده می شود .

یکی از کاربردهایی که می توان اشاره کرد در دلرهای دستی می باشد .توسط این چرخدنده در این دلرها ،قدرت تولیدی (گشتاور) ، در جهت مورد نظر انتقال داده می شود.

معایب و مزایای چرخدنده های مخروطی : مزایای آن: برای عوض کردن جهت دلخواه حرکت از چرخ دنده می توان استفاده کرد .

معایب آن: مونتاژ آنها کار نسبتاً سختی است .

در حالت جفت طراحی می شوند ، یعنی اینکه فقط با جفت خود کار می کنند .

در حالت شفتهای موازی نمی توان از آنها استفاده کرد .

در نوع دندانه مستقیم ، همانند چرخدنده های ساده ، در سرعتهای بالا سر و صدای زیادی تولید می کنند .

چرخدنده های هیپوییدی همانطور که از شکل معلوم می باشد ، همانند چرخدنده های مخروطی می باشد ، با این تفاوت که محور های این چرخدنده ها متنافر می باشند .

کاربرد چرخدنده های هیپوییدی کاربرد بارز این چرخدنده ها در دیفرانسیل ماشینها می باشد .

همانطور که دیده می شود شفت ورودی پایین تر از محور چرخدنده می باشد که این باعث می شود که فضای بیشتری به سرنشینان اتومبیل اختصاص یابد.

جعبه دنده ها (چرخ دنده های خورشیدی) گردآورنده : محمد احمدی معمولترین این نوع چرخدنده ها در جعبه دنده های موازی- محوری سیاره ای و دیفرانسیل های چرخ دنده شیبدار مورد استفاده قرار میگیرد.

نمونه ای از کاربرد این جعبه دنده ها را در شکل میبینید.

یک سیستم دنده سیارهای مشتمل بر سه عضو اصلی میباشد: 1- دنده خورشیدی 2- دنده رینگ داخلی 3-مجموعه حمل کننده دنده سیاره ای یا کریر جعبه دنده های محور موازی سیاره ای متشکل از یک چرخ دنده خورشیدی در وسط و دو یا چند چرخ دنده سیاره ای دیگر و طوقه یا قفسه است که با یکدیگر درگیر می باشند.

این نوع چرخ دنده ها در گیربکس های خودکار خودروها و دستگاه رانشگر پروانه هواپیما و رانشگر های دیگر از این قبیل کاربرد دارد.

در شکل زیر گیربکس اتوماتیک خودروی مرسدس بنز Clk را ملاحظه می کنید.

گیربکس مرسدس بنزClk نوع چرخ دنده های بکار رفته در جعبه دنده خورشیدی 1- دنده های مستقیم و مورب خارجی چرخ دنده خورشیدی و سیارهای طرح دنده های مستقیم طوری است که در لحظه فقط یک جفت دندانه با هم درگیر می شوند.

دندانه ها یکی پس از دیگری با هم تماس داشته و طول تماس دندانه ها در هر لحظه با عرض دندانه ها برابر است.

این عوامل ظرفیت حمل بار دنده های مستقیم را کاهش میدهد و در حین کار موجب تولید صدای اضافی میشود.

ام در طرح دندانه های مورب برش دندانه ها دارای زاویه با محور دنده است که این امر امکان تماس یک دنده و نیم را در هر لحظه فراهم می کند و در نتیجه در گیری تدریجا صورت می گیرد.

و دنده های مورب از دنده های مستقیم تر مقاوم تر است.

2- دنده های مستقیم و مورب داخل در چرخ دنده های رینگی یا طوقه طرز کار مجموعه دنده سیاره ای ( دنده کاهش سرعت ) روش اول: 1-دنده رینگی ورودی-2-دنده خورشیدی ثابت-3-کریر خروجی روش دوم: 1-دنده خورشیدی ورودی-2-دنده رینگی ثابت-3-کریر خروجی ( اوردرایو ) روش اول: 1- کریر ورودی-2-دنده رینگی ثابت-3- دنده خورشیدی خروجی روش دوم: 1- کریر ورودی-2- دنده خورشیدی ثابت-3- دنده رینگی خروجی ( حالت معکوس ) روش اول: 1- کریر ثابت-2- دنده رینگی ورودی-3- دنده خورشیدی خروجی روش دوم: 1- دنده خورشیدی ورودی-2- کریر ثابت-3- دنده رینگی خروجی (حرکت مستقیم ) روش اول: 1- دنده خورشیدی و رینگی ورودی-2-کریر خروجی روش دوم: 1- دنده خورشیدی و کریر ورودی-2-دنده رینگی خروجی روش سوم: 1- دنده رینگی و کریر ورودی-2- دنده خورشیدی خروجی (حالت خلاص) اگر هر کدام از عضو های مجموعه سیاره ای بچرخد اما هیچکدام از آنها نگه داشته شود خروجی وجود نخواهد داشت.

با استفاده از یک مجموعه دنده سیاره ای یک باند ترمز و یک کلاچ در واقع یک گیربکس اتوماتیک با حالتهای خلاص- سنگین و سبک طراحی کرده ایم.

سیستم های دنده سیاره ای کمپوند این سیستم مجموعه ای از چندین گیربکس سیاره ای است که برای فراهم کردن ترکیبهای گوناگون و اضافی کاهش دور- حرکت مستقیم – افزایش دور و حرکت معکوس در کنار هم قرار گرفته اند.

رایج ترین سیستم دنده سیاره ای کمپوند مجموعه سیمپسون است.

این سیستم شامل دو مجموعه دنده سیاره ای است که یک دنده خورشیدی مشترک دارند.

گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟

طرز کار گیربکس اتوماتیک اگر شما یک ماشین با گیربکس اتوماتیک رانده باشید ، بنابراین شما دو تفاوت بزرگ بین گیربکس های اتوماتیک و گیربکس های دستی را می شناسید : خودرو های دارای گیربکس اتوماتیک پدال گاز ندارند .

خودرو های دارای گیربکس اتوماتیک مکانیسم تعویض دنده( دسته دنده ) ندارند .

یک بار شما جعبه دنده را در حالت drive قرار می دهید ، همه چیز ها دیگر خودکار عمل می کند.

هر دو ، گیربکس اتوماتیک ( بعلاوه تورک کنورتور ) و گیربکس دستی ( با کلاچ ) دقیقاً مانند هم عمل می کنند ، اما از راه های کاملاً متفاوت .

نتیجه آن که راه های که گیربکس اتوماتیک برای تعویض دنده انجام می دهد کاملاً شگفت انگیز است .

محل قرار گرفتن گیربکس اتوماتیک ما در این قسمت طرز کار گیربکس اتوماتیک را خواهیم گفت .

ابتدا با اساس کلی سیستم شروع می کنیم : دنده های سیاره ای .

بنابراین ما چگونگی درگیر کردن گیربکس ( دنده ها ) خواهیم دید ، و چگونگی کنترل کار آنرا خواهیم آموخت و در مورد ریزه کاریهای پیچده مربوط به کنترل گیربکس بحث خواهیم کرد.

درست مثل جعبه دنده های دستی ، کار اولیه گیربکس های اتوماتیک این است که به موتور(که دارای دامنه محدود سرعت است ) اجازه می دهد که سرعت خروجی آن دامنه وسیعی داشته باشند .

خورده یک گیرکس اتوماتیک نمونه برش (Mercedes-Benz CLK) خودرو ها بدون گیربکس محدود به یک نسبت انتقال دور می باشند ، این نسبت که قابل انتخاب است و به خودرو اجازه می دهد که با حداکثر سرعت مطلوب طی مسیر کند .

اگر حداکثر سرعت 80 مایل می خواهید ، پس باید انتقال دور شما شبیه دنده سه گیربکس های دستی خودرو ها باشد .

شما احتمالاً در حین رانندگی با خودرو های دارای جعبه دنده دستی فقط از دنده سه استفاده نمی کنید و اگر هم این کار را بکنید شتاب مورد نظرتان را در هنگام شذروع حرکت نخواهید داشت .

و در سرعت های بالا نیز ، موتور زوزه ای طولانی خواهد داشت ( اگر عقربه نشان دهنده دور موتور نزدیک خط قرمز شود ) در این حالت موتور خودرو به زودی فرسوده می شود و تقریباً غیر قابل رانندن است.

بنابراین دنده های گیربکس تاثیر بیشتر یر گشتاور موتور دارد و موتور کار خود را با سرعت مناسبی ادامه می دهد .

تفاوت اساسی بین گیربکس های اتوماتیک و دستی این است که گیربکس دستی با درگیر و آزاد کردن مجموعه دنده های مختلف به شفت خروجی نسبت انتقال دور های متفاوتی می دهد.

در حالی که در گیربکس اتوماتیک با همان مجموعه از دنده ها همه نسبت انتقال دور های متفاوت را می دهد .

مجموعه دنده های سیاره ای وسیله ای است که این کار ها را در گیربکس اتوماتیک مقدور می کند .

اکنون چگونگی کار مجموعه دنده های سیاره ای را خواهیم دید .

مجموعه دنده های سیاره ای و نسبت انتقال دور وقتی جعبه دنده اتوماتیک را باز کرده و به داخل آن نگاه می کنیم .

مجموعه ای عظیم از اجزای مختلف را در فضای نسبتاً کوچکی می بینیم .

از جمله چیزهاى دیگرکه شما مىبینید: مجموعه مبتکرانه دنده های سیاره ای جموعه ای از باند ها که اجزای مختلف مجموعه دنده ها را قفل می کند مجموعه ای متشکل از سه صفحه کلاچ تر که قسمت های دیگر از مجموعه دند ها را قفل می کند .

یک سیستم هیدرولیک شگفت انگیز که کلاچ ها و باندها را کنترل می کند یک پمپ دنده ای بزرگ که روغن را در اطراف گیربکس به حرکت در می آورد .

مجموعه دنده های سیاره ای مرکز توجه (قلب ) گیربکس های اتوماتیک است .

که اندازه ی آن به مانند یک طالبی است .

این یک قسمت ، همه نسبت های انتقال دور را که در یک گیربکس اتوماتیک قابل تولید است به وجود می آورد .

همه قسمت های دیگر که در آنجا هستند به مجموعه دنده های سیاره ای کمک می کنند که این کار ها را انجام بدهد .

از چپ به راست : دنده رینگی( کرانویل) ، حامل سیار ه ای و دو مجموعه دنده خورشیدی هر مجموعه دنده های سیاره ای متشکل از سه قسمت اصلی است : دنده خورشیدی دنده های سیاره ای و حامل دنده های سیاره ای دنده رینگی هر یک از این سه قسمت می توانند ورودی ، خروجی یا می توانند ثابت نگه داشته شوند .

انتخاب هر قطعه نقشی را بازی می کند که نسبت انتقال دور برای مجموعه دنده ها را تعیین می کند .

اجازه دهید به یک مجموعه دنده های سیاره ای نگاه کنیم .

یکی از مجموعه دنده های سیاره ای گیربکس ما یک دنده رینگی با 72 دندانه و یک دنده خورشیدی با 30 دندانه دارد .

ما می توانیم نسبت های انتقال دور خیلی متفاوتی را از این مجموعه دنده ها داشته باشیم .

هم چنین با قفل شدن دو قسمت از سه قسمت ( دنده خورشیدی ، دنده رینگی و حامل سیاره ای) در یک دیگر ، تمام قسمت ها با کاهش دنده ای 1:1 قفل خواهد شد .

توجه کنید که اولین نسبت انتقال دور که در بالا لیست شده یک نسبت انتقال دور کاهشی است .

یعنی سرعت شفت خروجی نسبت به سرعت شفت ورودی آرام تر است .

دومی اوردرایو است یعنی سرعت شفت خروجی سریعتر از سرعت شفت ورودی است .

آخری هم نسبت انتقال دور کاهشی است اما جهت شفت خروجی معکوس شده است .

چندین نسبت دور دیگری نیز می تواند در این مجموعه دنده های سیاره ای تولید شود .

نسبت انتقال دور های دیگری نیز وجود دارد که برای گیربکس اتوماتیک ما مناسب است .

بنابراین یک مجموعه می تواند همه این نسبت های انتقال دور را تولید کند بدون این که از هر دنده دیگر ، درگیر یا خلاص شود .

با دو عدد از این مجموعه دنده ها در یک راستا ،ما می توانیم چهار دنده جلو و یک دنده عقب ( معکوس) از گیربکس مان را داشته باشیم .

ما در قسمت بعدی دو مجموعه دنده را باهم درگیر می کنیم .

اجزای مجموعه دنده های سیاره ای این گیربکس اتوماتیک از مجموعه دنده هایی استفاده می کند که ترکیب ترکیب مجموعه دنده های سیاره ای نامیده می شود، آن شبیه یک مجموعه دنده سیاره ای منفرد است اما مانند دو مجموعه سیاره ای ترکیب شده(متحد) عمل می کند .

آن یک دنده رینگی دارد که همیشه خروجی گیربکس است .

اما آن دو دنده خورشیدی و دو مجموعه دنده سیاره ای دارد .

اجازه دهید به بعضی قسمت های آن نگاهی داشته باشیم : چگونگی قرار گرفتن دنده ها در داخل یک دیگر از چپ به راست : دنده رینگی ، حامل سیاره ای و دو دنده خورشیدی شکل زیر نشان دهنده سیاره ای در حامل سیاره ای است .

توجه کنید که سیاره ای سمت راست پایین تر از سیاره ای سمت چپ جای داده شده .

سیاره ای سمت راست با دنده رینگی درگیر نیست ، آن با سیاره ای های دیگر درگیر است .

تنها سیاره ای سمت چپ با دنده رینگی درگیر است .

حامل سیاره ای : توجه کنید به دو مجموعه از سیاره ای در شکل بعدی شما داخل حامل سیاره ای را می توانید ببینید .

دنده های کوچکتر ، تنها با دنده خورشیدی کوچکتر درگیر شده اند .

سیاره ای های بزرگتر با دنده خورشیدی بزرگتر و سیاره ای کوچکتر درگیر شده است.

نمای درونی حامل سیاره ای : به دو مجموعه دنده سیاره ای توجه کنید .

دنده های گیربکس اتوماتیک دنده یک در دنده یک ، دنده خورشیدی کوچک در جهت عقربه های ساعت توسط توربین تورک کونورتور چرخانده می شود.

حامل سیاره ای سعی می کند در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخد ، اما آن توسط کلاچ یک طرفه( که تنها مجاز است در جهت عقربه های ساعت بچرخد ) نگه داشته می شود و دنده رینگی شفت خروجی را می چرخاند .

دنده کوچک 30 دندانه دارد و دنده رینگی 72 دندانه دارد، بنابراین نسبت انتقال دو زیر را داریم : Ratio = -R/S = - 72/30 = -2.4:1 بنابراین نسبت انتقال دور 2.4:1 یک انتقال دور منفی است ، یعنی این که جهت خروجی بر خلاف جهت ورودی است .

اما در حقیقت جهت خروجی همان جهت ورودی است .

مجموعه سیاره ای اول با مجموعه سیاره ای دوم درگیر می شوند و مجموعه دوم دنده رینگی را می چرخاند ؛این ترکیب جهت را عوض ( معکوس ) می کند .

شما می توانید ببینید که هم چنین آن موجب چرخش دنده خورشیدی بزرگ می شود ؛ اما موجب آزاد شدن کلاچ می شود ، دنده خورشیدی بزرگ در خلاف جهت توربین آزادانه می چرخد (در خلاف جهت عقربه های ساعت) دنده دو این گیربکس بعضی قسمت ها را هماهنگ می کند تا این که نسبت مورد نیاز برای دنده دو را بدست بیاورد .

آن شبیه دومجموعه دنده سیاره ای اند عمل می کند که با یک حامل سیاره ای مشترک به همدیگر وصل شده اند .