تبیان، دستیار زندگی

بر گرفته از http://mohandesyar.com/ 

چرخ دنده‌ها

در دل  هر ابزار مکانیکی تعداد  زیادی  چرخ دنده  وجود دارد.  تا به حال فکر کرده اید که چرا این قدر چرخ دنده در آن ها استفاده می‌شود. مهم ترین دلیل آن اینست که همه این ابزارها یک موتورکوچک دارندکه با سرعت بالا می‌چرخد. این موتور می‌تواند توان مورد نیاز را تأمین کند، اما گشتاور آن به اندازه کافی زیاد نیست. مثلاً در یک پیچ گوشتی برقی باید گشتاور بالا برود تا پیچ  گوشتی  بتوان د پیچ‌ها  را  سفت  کند،  ولی  موتور گشتاور کمی تولید  می‌کند و در عوض سرعت بالایی دارد. کافیست از چند چرخ دنده استفاده کنیم تا مشکلمان حل شود.

کار دیگری که از چرخ  دنده برمی آید تغییرجهت چرخش است. اگر دو چرخ دنده را که کنار هم  قرار دارند با دقت  نگاه کنید می‌بینید که همواره یکی از آن ها ساعتگرد می‌چرخد ودیگری پادساعتگرد.  در این مطلب می‌خواهیم  شما  را با  انواع مختلف چرخ دنده هایی که در ابزارهای مکانیکی می‌بینید آشنا کنیم.

معمولاً چرخ دنده‌ها برای یکی از کاربردهای زیر استفاده می‌شوند:

 1- تغییر جهت چرخش

 2- افزایش یا کاهش سرعت چرخش

3- انتقال حرکت دورانی به یک محور دیگر

4- همزمان سازی حرکت دو محور

  چرخها در جهت عکس هم دیگر می‌چرخند، چرخ کوچکتر با سرعت بیش تر از چرخ بزرگ می‌گردد و حرکت دورانی از محور چرخ بزرگ به محور چرخ کوچک منتقل شده است.
قطر چرخ سمت چپ دو برابر چرخ دیگر است. اصطلاحاً می‌گوییم نسبت این دو چرخ دنده 2:1 (بخوانید "دو به یک") است .اگر دقت کنید می‌بینید که هر بارکه چرخ بزرگ یک دور می‌زند، چرخ کوچک دو دور به دور خود می‌چرخد. پس سرعت چرخش دو برابر شده است.

نسبت های چرخ دنده ها

هر تركیب از چرخ دنده های فولادی در سیستم انتقال قدرت به یك چندشاخه منصوب می شود. در هر خوشه یا چند شاخه یك چرخ دنده  قطورتر با یك چرخ دنده كم  قطرتر درگیر می شود. اختلاف  در اندازه این دو دنده یك نسبت  دنده را  ایجاد می كند.  مقدار گشتاور عامل بر محور برونداد به این نسبت بستگی دارد.

در پایین ترین دنده (معمولا اولین دنده خوانده می شود)،  یك چرخ دنده كوچكتر،  چرخ دنده بزرگتری را می چرخاند.  این  نسبت سبب  می شود كه محور  برونداد با سرعت كمتری نسبت به محور درونداد اما  با گشتاور یا قدرت بیشتری بچرخد. در سومین یا چهارمین دنده، بسته به سیستم انتقال قدرت، میله دنده، دو دنده را كه هم اندازه اند را درگیر می كند كه هیچ تغییری در گشتاور و یا سرعت محورایجاد نمیكند.  در اوردرایو كه  ممكن است دنده  پنجم خوانده شود، یك چرخ دنده بزرگتر، چرخ دنده كوچكتری را به حركت در می آورد.

این نسبت، گشتاور را كاهش میدهد اما محور درونداد را قادر می سازد كه آرامترازمحور برونداد بچرخد.  اوردرایو، زمانی كه سرعت زمینی وسیله نقلیه به طور مساعد زیاد است و به قدرت كمی برای نگه داشتن آن نیاز دارد، بسیار مفید است.

در دنده  عقب،  یك تركیب دنده  مخصوص سیستم انتقال  قدرت را  قادر  به چرخاندن محور برونداد در جهت وارونه، می سازد كه وسیله نقلیه  را به  عقب حركت می دهد. همچنین سیستم های انتقال قدرت یك وضعیت خلاص دارند كه در آن هیچ گشتاوری به محور برونداد انتقال نمی یابد.

همزمان سازی

سیستم های انتقال قدرت دستی نوین كاملا همگام شده هستند؛ یعنی آنها به گونه ای طراحی شده اند كه دنده ها  زمانی كه جابجا میگردند به آرامی درگیر می شوند. این موضوع با سرعت یكسان دنده ها پیش ازدرگیر شدن یا با درگیری همیشگی دنده ها واستفاده ازانتخابگری ازچند نوع برای انتخاب  یك دسته دنده اختصاص یافته، انجام می شود. همگاه سازی تغییر مكان دهی دنده ها را آسان تر ساخته و طول عمر دنده های چرخ دنده را افزایش می دهد.

دنده های چندگانه

تمام سیستم های انتقال دستی مدرن دارای چهار یا پنج تندی و برخی نیز بیشتر می باشند. كامیون های مخصوص كار سنگین ، برای بدست آوردن بیشترین مقدار قدرت كشنده از موتور، به تعداد دنده بسیار بیشتری نیاز دارند. بسیاری تا بیست دنده حركت به جلو و چند دنده عقب دارند.

محدودیتهای استفاده از ماردون و چرخ دنده :

گیربکسهای چرخ دنده و ماردونی برای آسانسورهائی با سرعت 1/6 متر بر ثانیه بسیار مناسب بوده و از کیفیت بالائی برخوردارند . این گیربکس ها با نرمی ، آرامی و بدون لغزش کار خود را انجام می دهند . فاکتورهای اساسی بی صدا  بودن آن ها ، سرعت کم  چرخ دنده و دقت بالا در ساخت چرخ دنده است .برای آسانسورهائی باسرعت 2 متر بر ثانیه یا بیشتر ،کاهش سرعت توسط ماردون چرخ دنده باید کم تر باشد تا بتوان  سرعت خروجی  بالاتری به دست آورد .  در این حالت چرخ دنده با سرعت بیشتری به چرخش در می آید و در نتیجه تولید سر و صدای بیشتری می کنند .
برای  چنین  سیستم هائی  با سرعت  بالا  یا  اصطلاحاً  بدون گیربکس بهتر است از  موتورهائی  با سرعت پایین تر استفاده گردد

محل قرار گرفتن ماردون نسبت به چرخ دنده ، محاسن و معایب :

ماردون روی چرخ دنده : با برداشتن صفحه بازرسی ماردون به خوبی دیده شده و بازبینی برخی از دندانه های چرخ دنده نیز ممکن می باشد . روغن کاری مستقیماً و به راحتی نخواهد بود .
چون محور گیربکس در سطح نسبتاً پایین تری قرار می گیرد در اندازه طول گیربکس تا حدودی صرفه جویی می شود .

ماردون زیر  چرخ دنده :  با برداشتن صفحه بازرسی  به خوبی می توان چرخ دنده  را  بازبینی کرد ولی ماردون به کلی ناپیداست .

کف جعبه در حکم  بستر روغنی است  و ماردون و  دندانه های چرخ دنده  در روغن شناورند  در نتیجه روغن کاری بسیار راحت است .

در سرعتهای بالا امکان نشتی روغن نیز وجود دارد .

استفاده‌ها و مشخصات چرخ دنده ها

وقتی كه فرستادن یا انتقال یك توان یا حركت از یك شفت چرخنده به دیگری مورد نظر ماست تعدادی راه برای یك طراح قابل دسترسی است كه این راهها شامل تسمه های تخت ـ تسمه v شكل ـ تسمه های دندانه دار ـ زنجیره های محرك ـ چرخهای محرك اصطكاكی و چرخ دنده‌ها می شود . اگر حركت لغزشی نرم و آرام ـ سرعت بالا ـ با دقت زمانی بالا ـ راندمان بالا یا طراحی با حجم كم از معیارهای مهم طراح باشد با انتخاب یك سیستم چرخ دنده ای به معیارهای بالا نزدیك می شوید و انجام شدن این معیارها در این سیستم از دیگر سیستم ها بهتر انجام می شود .از طرف دیگر زنجیرهای چرخنده و تسمه ها از نظر كاركردی كم ارزش می‌باشند و موقعی استفاده از آنها به صرفه است كه شفت های ورودی و خروجی پهنای زیادی دارند . چرخهای دوار اصطكاكی ساده ماننده چرخهای داخلی و خارجی كه در شكل b و a 1-15 كشیده شده‌اند ممكن است انتقال یك توان از استوانه شماره 1 (چرخان) به استوانه شماره 2 (چرخنده ) را به صورت نرم و آرام مهیا كند . اگر در محل اتصال p هیچ گونه لغزشی صورت نگیرد .

برای حالت بدون لغزش بزرگی سرعت مماسی برای دو عضو در تماس برابری باشند بنابراین داریم

-15-3 مجموعة چرخ دنده ها ـ نسبت های تبدیل.

در زیر این وضعیت‌ها مشخصات سرعت‌های دو زاویه‌ای ( دانستن یا مشخص كردن ورودی‌ها ) اجازه می‌دهد كه سومین را مشخص كنیم .

برای مثال یك چیدمان معمولی این است كه چرخ دنده خورشیدی را ثابت می كنیم و بازوی حمال را با یك منبع نیروی انتخابی حركت می دهیم و خروجی را از یك چرخ دنده مخروطی می‌گیریم. اما دیگر چیدمان‌ها نیز همچنین كاربرد دارند .

سلام
ممنون بابت مطلب خوبتون

حالا که اومدیم یه چیزی هم بگیم و بریم (هر چند به درد نخور :)  ولی دست خالی نریم)

معادل انگلیسی بعضی انواع چرخدنده ها:
چرخدنده مخروطی: bevel gear
چرخدنده حلزونی: helical gear
چرخدنده سیاره ای: planetary gear
شانه دنده: rack
چرخدنده ساده: spur gear

یا علی

ببخشید شکل ها کجان ؟؟؟
شما نوشتین شکل شماره .....