انواع چرخ دنده ها و کارکرد آنها بصورت مقاله کامل

انواع چرخ دنده ها و کارکرد آنها

انواع چرخ دنده ها و کارکرد آنها

انواع چرخ دنده ها و کارکرد آنها که در این مقاله به طور مختصر به برخی از مهمترن آنها اشاره شده است. جهت دریافت مقاله کامل می توانید از پایین صفحه روی دانلود مقاله کلیک کنید.

چرخ دنده :

وسیله‌ای است برای انتقال توان دَوَرانی از یک محور به محور دیگر که طی آن، مقدار گشتاور یا سرعت دَوَرانی یا جهت چرخش یا راستای محوری می‌تواند تغییر کند.

تسمه و زنجیر نیز همین کار را می‌کنند، اما با کیفیتی متفاوت.

چرخ دنده دارای سه کارکرد اصلی است :

۱. افزایش گشتاور از موتور به تجهیزات حرکتی


۲. کاهش سرعت تولیدی موتور 


۳. تغییر مسیر محور گردان

این تجهیزات را می‌توانیم از طریق سرپیچ‌ها، تسمه‌ها، زنجیر‌ها و یا به واسطه میله‌های اتصال توخالی به گیربکس متصل کنیم. وقتی نیرو ثابت نگه داشته می‌شود، سرعت و گشتاور حالت معکوس پیدا می‌کنند و به صورت نسبی به یکدیگر وابسته هستند؛ بنابراین هرچه سرعت را کاهش دهیم، به همان میزان گشتاور افزایش می‌یابد. از سوی دیگر نباید تردید داشت که قلب چرخ دنده، دندانه‌های داخلی آن هستند. دندانه‌ها به صورت جفت عمل می‌کنند، به این صورت که یکدیگر را به منظور تولید نیروی حرکتی درگیر می‌کنند.

انواع چرخ دنده ها :

انواع چرخ دنده ها که عبارت است از :

  • چرخ دنده ملخی

  • چرخ دنده مارپیچی

  • چرخ دنده مارپیچی دوقلو

  • چرخ دنده جناغی

  • چرخ دنده مخروطی

  • چرخ دنده حلزونی

  • چرخ دنده هیپوئیدی

  • چرخ دنده شانه ای

  • چرخ دنده رینگی

  • چرخ دنده سیاره ای

۱- چرخ دنده‌دار دنده ملخی (ساده) :

چرخ‌های دندانه دار ملخی، نیرو را از طریق میله‌های موازی انتقال می‌دهند. دندانه‌های این چرخ‌ها با محور‌های میله موازی هستند. این امر موجب ایجاد بار‌های واکنش شعاعی روی میله می‌شود، اما بار‌های محوری را ایجاد نمی‌کند. چرخ دنده‌های ملخی نسبت به چرخ دنده‌های مارپیچ پرسر و صداتر هستند، چون تنها یک خط ارتباطی در بین دندانه‌های آن‌ها وجود دارد. در حالی که دندانه‌ها در حال چرخش به گرد شبکه هستند، تنها با یک داندانه ارتباط دارند و از این طریق هم ارتباط با دندانه‌ی بعدی را تسهیل می‌کنند. اما روش کار چرخ دنده‌های حلزونی، که با بیش از یک دندانه در تماس هستند و گشتاور را با نرمی بیشتری انتقال می‌دهند، متفاوت است.

کارکرد آن :

استفاده در ماشین لباسشویی، پیچ گوشتی الکتریکی، آب پاش، ساعت و … .

چرخ دنده‌دار دنده ملخی (ساده)

۲- چرخ دنده‌ مارپیچی :

دندانه ی این چرخ دنده ها اریب است. وقتی یکی از آنها میچرخد، ابتدا نوک دندانه ها با هم تماس پیدا می کنند، سپس به تدریج دو دندانه کاملا در هم جفت میشوند. این درگیری تدریجی،عاملی برای کم کردن سر و صدا و همچنین نرم تر شدن حرکت چرخ دنده ها است. در ماشین تعداد زیادی چرخ دنده مارپیچ وجود دارد. به خاطر مایل بودن دندانه ها، هنگام درگیری، نیروی زیادی به آنها وارد میشود. به همین علت در وسایلی که از چرخ دنده های مارپیچی استفاده میکنند، بلبرینگ هایی تعبیه شده است تا این فشار را تحمل کند.

کارکرد آن :

استفاده در جعبه دنده خودروها (گیربکس)، وسایل دارای بلبرینگ و … .

۳- چرخ دنده‌ مارپیچی دوقلو :

چرخ دنده‌های دوقلو نوعی چرخ دنده مارپیچی هستند که دو سر مارپیچی، که یک شکاف آن‌ها را از هم جدا می‌کند، در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. هر سر دارای یک زاویه مارپیچ مشابه، ولی مخالف است. بکارگیری یک جفت دنده مارپیچی بار‌های محوری را محدود کرده و حتی امکان اصطکاک بیشتر دندانه‌ها و عملکرد نرمتر را به وجود می‌آورد. عموماً چرخدنده‌های دوقلو، مانند چرخ دنده‌های مارپیچ، در چرخ دنده‌های محصور استفاده می‌شوند.

کارکرد آن :

یکی از بهترین چرخ دنده‌ها در زمینه انتقال نیرو

چرخ دنده‌ مارپیچی دوقلو

۴- چرخ دنده‌ جناغی

چرخ دنده‌های عقربی (جناغی) بسیار شبیه چرخ دنده‌های دوقلو هستند، اما هیچ شکاف جداکننده‌ای در بین دو سر این چرخدنده وجود ندارد. چرخ دنده‌های جناغی معمولاً کوچکتر از چرخ دنده‌های دوقلوی قابل مقایسه هستند و کاربرد ایده آل آن‌ها عبارت است از ایجاد شوک و ارتعاش بالا. استفاده از چرخدنده‌های جناغی، به دلیل مشکلات تولید و گرانی قیمت، عمومیت فراوانی ندارد.

کارکرد آن :

استفاده در جعبه‌ دنده بسیاری از خودرو‌ها برای انتقال نیروی گشتاوری

چرخ دنده‌ جناغی

۵- چرخ دنده‌ مخروطی :

این نوع چرخ دنده عمدتاً جهت انتقال محور دوران از حالت محور عمودی به محور افقی ویا بالعکس استفاده می‌شود؛ و در صنایع خودروسازی از کاربرد فراوانی برخوردار است.

دیفرانسیال اتومبیلها و محورهای محرکه همگی از این نوع می‌باشد.

کارکرد آن : 

استفاده برای درب‌های اتوماتیک الکتریکی، چرخش پروانه‌های هلی‌کوپتر، مته‌های دستی

۶- چرخ دنده‌ حلزونی :

چرخ دنده‌های حلزونی، یکی از انواع چرخ دنده‌ها با قابلیت‌های نیمه منحصر به فرد می‌باشد که انتقال قدرت را از دو محور که با هم زاویه ۹۰ درجه دارند را میسر می‌سازد. از ویژگی‌های این نوع چرخ دنده‌ها می‌توان به یکسو بودن انتقال (از پیچ به چرخ) اشاره کردکه از جمله موارد استفاده این چرخدنده‌ها در مکانیزم‌های بالا بر وخود قفل شونده (مانند جرثقیل‌ها) می‌باشد. دیگر ویژگی این چرخ دنده‌ها کاهش چشمگیر نسبت دور می‌باشد که نسبت کاهش ۳۰۰:۱ وحتی بالاتر را میسر می‌سازد.

کارکرد آن :

دیفرانسیل کامیون‌ها و خودروهای سنگین، سیستم‌های نقاله الکتریکی و بالابرها

چرخ دنده‌ حلزونی

۷- چرخ دنده‌ هیپوئیدی :

چرخ دنده‌های هیپوئیدی شباهت بسیاری با چرخدنده‌های مخروطی دارند، اما روی محور‌های غیر منقطع عمل می‌کنند. محور‌ها در آرایش هیپوئیدی توسط یاتاقان‌های موجود در هردو سوی محور پشتیبانی می‌شوند، چون میله دندانه دار در سطح متفاوتی از دنده قرار داده شده است. هیپوئید چرخ‌دنده هایى براى انتقال حرکت و قدرت بین شفت‌ها یا محورهاى متنافر هستند.

کارکرد آن : 

دیفرانسیل خودروهای شهری و سبک

۸- چرخ دنده‌ شانه ای :

ایجاد دنده‌های مدولار روی یک محور افقی این چرخدنده را به وجود می‌آورد و جهت انتقال محور حرکت از حالت کشویی به حالت دورانی ویا بالعکس مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع قسمتی از چرخ دنده‌ای با قطر بی‌نهایت هستند.

کارکرد آن :

استفاده در فرمان خودروها و در ترازوها برای گردش صفحه مدرج

۹- چرخ دنده‌ رینگی ( داخلی و خارجی ) :

چرخ دنده خارجی با دندانه‌های خارج از سطح سیلندر یا میله ایجاد می‌شود. دندانه‌های چرخ دنده داخلی هم به همین شکل داخل سطح سیلندر قرار دارند. چرخ دنده‌های داخلی قادر به اعمال فشار جهت برگشت مسیر نیستند. زاویه آن‌ها بیش از ۹۰ درجه است.

کارکرد آن :

سطوح داخلی سلیندر‌ها دارای چرخدنده داخلی و سطوح‌ خارجی آن‌ها از چرخدنده‌های خارجی استفاده می‌کند.

چرخ دنده‌ رینگی ( داخلی و خارجی )

۱۰- چرخ دنده‌ سیاره ای :

از کنار هم قرار گرفتن چرخ دنده‌های رینگی، ساده و میله گرداننده نوعی چرخ دنده به نام خورشیدی پدید می‌آید. سرعت و انتقال نیروی متفاوت در اجزای این نوع چرخدنده مزیت زیادی برای انتقال نیرو یا کاهش یک نیروی زیاد دارد.

کارکرد آن :

استفاده در مداد تراش‌های دارای اهرم و دنده‌های دوچرخه‌های دنده‌ای

راندمان و عملکرد مناسب چرخدنده ها در گیربکس

برای عملکرد مناسب چرخنده‌ها درگیربکس یا جعبه دنده پنج شرط زیر باید اعمال شود:

مقطع حقیقی دندانه‌ها باید با مقطع تئوری یکی باشد.

فاصله دندانه‌ها باید یکسان و درست باشد.

دایره گام حقیقی باید بر دایره گام تئوری منطبق و با محور چرخش چرخدنده هم‌مرکز باشد. همچنین نقطه تماس دو چرخ دنده درگیر، در دایره گام (قطر متوسط چرخدنده) باشد.

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.

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

روش‌های ساخت چرخ دنده ها

روشهای مختلفی برای ساخت چرخ دنده وجود دارد که هرکدام دارای معایب و مزایایی هستند و می‌توان با توجه به نوع چرخ‌دنده، جنس، دقت مورد نیاز، امکانات موجود و هزینه ساخت بهترین روش را انتخاب کرد.

برخی ازاین روش ها عبارتند از:

  • توسط فرزهای افقی وعمودی (به کمک دستگاه تایلکوف)
  • توسط دستگاه‌های هابینگ
  • توسط دستگاه‌های مخصوص دنده زنی
  • توسط دستگاه‌های صفحه تراش و کله زنی
  • توسط دستگاه‌های اسپارک
  • توسط دستگاه‌های خانکشی
  • توسط ریخته گری
  • توسط قالب‌های fine blanking

مزایای استفاده از چرخ دنده ها :

  • انتقال نیروی بیشتر
  • انتقال نیرو درجهت های مختلف
  • تبدیل حرکت دورانی به خطی و بالعکس
  • معایب و مزایای چرخ دنده ها

معایب استفاده از چرخ دنده‌ها

  • خوردگی دنده
  • صداهای ناهنجار
  • داغ شدن و حرارت بین دو چرخ دنده

علت : 

عدم رعایت لقی استاندارد و روعنکاری نامناسب

  • پوسته شدن و ایجاد تمرکز تنشی در دندانه‌ها

علت :

در دندانه‌هایی که پوشش دهی (آبکاری) مناسب نداشته باشد رخ می‌دهد.

  • سایش دندانه‌ها

علت :

چرخ دنده با قطر کمتر زودتر ساییده می‌شود.

جهت دانلود کامل مقاله (word) روی دانلود کلیک کنید.

33 بازدید