دسته‌بندی نشده

چرخ دنده چیست{توضیحات جامع استعلام قیمت}

امروزه استفاده از چرخ دنده در قطعات صنعتی گسترش یافته است.از صنایع خودروسازی گرفته تا صنایع هواپیمایی و دیگر صنایع.

چرخ دنده ها از وسایل انتقال حرکت و نیرو و همچنین تغییر جهت نیرو بین دو محور هستند که در تمام وسایل مکانیکی مانند ساعت دیواری و وسایلی همچون خودرو کاربرد دارند و کارهای مختلفی را انجام میدهند. چرخ دنده ها می توانند باعث افزایش سرعت ، افزایش نیرو یا تغییر جهت شوند.

در سطح این قطعات،دندانه‌هایی با فاصله مساوی وجود دارد که این دندانه‌ها بعد از درگیر شدن با دندانه‌های چرخ دنده مجاور، نیرو را انتقال میدهند. بیشتر این قطعات دایره ای هستند.

این قطعات کوچک و بزرگ در دستگاه‌ها و ماشین‌ها کارهای متنوعی انجام می‌دهند که بسیار کلیدی است. در ادامه به بررسی انواع چرخ دنده ها و کاربرد های آنها می پردازیم.

چرخ دنده

تاریخچه چرخ دنده ها

استفاده از چرخ دنده ها برمیگردد به هزاران سال قبل، البته چرخ دنده های اولیه به شکل امروزی نبوده اند و معایب بسیاری داشته اند. جنس آنها از چوب ومیله های چوبی بوده که با چربی های حیوانات روغن کاری می شدند. و کاربردهای آن در پمپ ها و بلند کردن اجسام سنگین مانند مصالح ساختمانی و … بوده است. همچنین دستگاه هایی در یونان باستان کشف شده که این دستگاه دنده محور برای محاسبه حرکت ستاره ها و سیارات کاربرد داشته است.

در قرن هجدهم، بعد از انقلاب صنعتی در انگلیس برای ماشین آلات نساجی شروع به استفاده از چرخ دنده های فلزی کردند.

اگرچه امروزه ساخت این چرخ دنده ها به تکامل رسیده است و این قطعات بسیار پیشرفته شده اند، اما حتما در آینده نیز پیشرفته تر و پیچیده تر از آنچه امروز هستند خواهند شد.

چرخ دنده

جنس چرخ دنده ها

چرخ دنده ها از مواد مختلفی مانند:

  • آهن
  • چدن
  • فلز
  • فیبر
  • نایلون
  • استیل ضدزنگ ساخته میشوند.

علت استفاده از چدن برای ساخت چرخ دنده: سهولت در ساخت و کم هزینه بودن است. و برای تولید در حجم بالا یا در مقیاس بزرگ که نیاز به مشخصات دقیق ندارند مناسب است.

علت استفاده از استیل مانند فولاد کربن و آلیاژی: سختی بالا و استحکام کششی که برای تولید چرخ دنده هایی بادوام مناسب است.

علت استفاده از نایلون برای ساخت چرخ دنده: وزن سبک و هزینه کم آن است که برای تولید در مقیاس بزرگ و کاربردهای بارکم مصرف مناسب است.

چرخ دنده

انواع چرخ دنده

انواع مختلفی از چرخ دنده ها در صنعت استفاده میشوند که کاربرد های مختلفی دارند.از نمونه های متدوال آن میتوان:

  • ساده
  • مارپیچ
  • مخروطی
  • حلزونی
  • شانه ای را نام برد.

چرخ دنده

چرخ دنده ساده

چرخ دنده های ساده معمولی ترین و متداول ترین نوع این قطعات هستند که دندانه های صاف و مستقیم دارند و بر روی محورهای موازی سوار هستند.  این دنده ها که از نوع استوانه محسوب میشوند از پیکربندی محورهای موازی برای انتقال حرکت و قدرت استفاده می کنند. یکی از معایب این نوع از چرخ دنده ها تولید سروصدای زیاد است.

این چرخ دنده ها دارای انواع کاربردهای مکانیکی مانند:

  • استفاده در ساعت
  • سیستم های آبیاری
  • پنکه
  • پمپ
  • پیچ گوشتی الکتریکی
  • ماشین آلات نیروگاه ها
  • تچهیزات انتقال مواد
  • خردکن سنگ آهن
  • ماشین لباس شویی
  • خشک کردن لباس هستند.

چرخ دنده

چرخ دنده مارپیچ

در این چرخ دنده، دندانه ها به صورت مارپیچ هستند و مانند چرخ دنده ساده موازی با محور چرخ دنده نیستند؛ محور این قطعات می‌تواند به صورت موازی یا متقاطع قرار گیرد. این ویژگی باعث شده تا دندانه‌ها به آرامی با هم درگیر شوند و صدای کمتری تولید کنند. انتقال نیرو دراین نوع از چرخ دنده ها یکنواخت‌ است و ارتعاشات و سایش نیز درآن کمتر پیش می آید.

از معایب این چرخ دنده ها که به دلیل زاویه دار بودن دندانه های آن ایجاد شده، تولید نیروی محرک محوری و گرما است که موجب کاهش راندمان میشود. و جهت حل این مساله از یاتاقان استفاده میشود.

کاربرد چرخ دنده مارپیچ در:

  • گیربکس (جعبه دنده) اتومبیل
  • وسایل دارای بلبرینگ    می باشد.

چرخ دندهچرخ دنده مخروطی

این چرخ دنده ها ظاهری مخروطی شکل دارند. دندانه های چرخ دنده های مخروطی میتوانند به صورت صاف، مارپیچی وهیپوئیدی باشند. و بهترین وسیله برای تغییر جهت هستند که از آنها برای تغییر جهت ۹۰ درجه استفاده می‌شود.

چرخ دنده مخروطی مستقیم و مارپیچ زمانی استفاده می‌شوند که دو محور عمود بر هم و در یک صفحه باشند.مدل هیپوئیدی نیز زمانی استفاده می‌شود  که دو محور در دو صفحه جداگانه باشند.

کاربرد چرخ دنده مخروطی :

  • دیفرانسیل اتومبیل که  از نوع چرخ دنده هیپوئیدیاست.

چرخ دنده حلزونی

اگر نیاز به تغییر زیادی در سرعت یا قدرت باشد از چرخ دنده های حلزونی استفاده میشود که قابلیت منحصر به فردی دارند. در این  مدل، دنده مارپیچی با دنده کرمی ( نوعی چرخ دنده ساده و دندانه دار ) ، درگیر است. و قدرت را از دو محور که با هم زاویهٔ ۹۰ درجه دارند انتقال میدهد. معمولاً نسبت شعاع دو چرخ دنده ۲۰:۱ است و گاهی به ۳۰۰:۱ و بیشتر نیز می‌رسد.

ویژگی‌ چرخ دنده‌های حلزونی: یکسو بودن انتقال (از پیچ به چرخ) میباشد. به این معنی که: چرخ بالایی که حلزون نامیده میشود میتواند به راحتی چرخ دیگر را که چرخ دنده حلزونی نامیده میشود، را بچرخاند ولی چرخ پایینی نمیتواند چرخ بالایی را بچرخاند. علت این امر این است که زاویه دنده های روی چرخ بالایی( حلزون ) بقدری کوچک است که وقتی چرخ پایینی میخاهد آن را  بچرخاند، اصطحکاک زیادی ایجاد میشود و از چرخیدن حلزون جلوگیری میکند. ودر واقع این مزیت مانند یک ترمز و قفل اضطراری عمل میکند. و درجایی که نیاز به قفل خودکار باشد از این نوع چرخ دنده استفاده میشود.

یکی دیگر از محاسن این نوع چرخ دنده ها: آرام کار کردن و خفه کردن ارتعاشات میباشد.

از معایب این نوع چرخ  دنده ها: تولید نیروی محوری زیاد است که راه حل خنثی کردن آن استفاده از یاتاقان میباشد.

جهت افزایش طول عمر این نوع قطعات باید به طور مرتب روان کاری ( روغن کاری ) شوند.

کاربرد چرخ دنده های حلزونی استفاده در:

  • خودروهای سنگین
  • بالابرها
  • دیفرانسیل تورسن
  • جرثقیل ها
  • آسانسورها   میباشد.

چرخ دنده

چرخ دنده شانه ای

جهت تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی و برعکس از چرخ دنده شانه ای استفاده میشود که پیشرفته ترین نوع چرخ دنده است. معمولا این نوع قطعات با یک چرخ دنده ساده استفاده میشود که مشبک است و به آن پینیون میگویند. و به کل مجموعه شانه و پینیون میگویند.

مزیت این نوع دنده ها: توانایی بالا در تحمل بار، سادگی در طراحی و هزینه ساخت پایین و محدود نبودن حرکت طولی در آن است.

از معایب آن نیز میتوان به وجود لقی اشاره کرد.

مدل شانه ای در وسایل زیر به کاربرده میشود:

  • سیستم فرمان اتومبیل ها
  • سیستم های انتقال
  • مقیاس های توزین
  • ترازوهای عقربه ای
  • راه آهن و قطار

در ادامه جهت آشنایی بیشتر ویدئویی کوتاه از فروشگاه صنعتگران یدک را جهت آشنایی بیشتر در مورد انواع چرخ دنده در اختیار شما همراهان گرامی قرار میدهیم.

روغن کاری چرخ دنده ها

جهت افزایش طول عمر و کارکرد چرخ دنده ها بهتر است که آنها را روغن کاری کنید. روغن کاری بهتر است در فاصله زمانی کوتاه و مقدار کم انجام شود نه اینکه در فاصله زمانی طولانی و مقدار زیاد.
به دلیل اینکه این قطعات درشرایط متفاوتی کار میکنند؛ روغن کاری آنها نیز متفاوت است. مثلا: در چرخ دنده هایی که در محیط روباز هستند ماده روغن کاری به صورت بارشی با روغن چکان یا روغن دان به داخل این قطعات زده میشود.

در چرخ دنده هایی که در محفظه بسته هستند معمولا برای روغن کاری،قطعه بزرگتر در داخل روغن فرو میرود و روغن را به تمام سطوح دندانه ها میرساند. گاهی نیز به وسیله فواره روغن چرخ دنده را روغن کاری مینند.

محاسبات چرخ دنده ها

بهتر است ابتدا با پارامترهای اصلی چرخ دنده ها آشنا شوید:

  • گام (Pitch): فاصله یک نقطه‌ روی دندانه تا نقطه همانندش در دندانه مجاور بعدی که با p نشان داده میشود.

مجموع کلفتی دنده و فاصله دو دندانه مجاور برابر با گام است.

  • اندازه سر دنده: (Addendum) فاصله شعاعی بین بالای دندانه تا دایره گام. که با a نشان داده میشود.
  • اندازه پایه دنده: (Dedendum) فاصله شعاعی از ریشه دندانه تا دایره گام. که باd نشان داده میشود.
  • عمق دندانه: مجموع اندازه سر دنده و پایه دنده
  • دایره مبنا (Base Circle):به دایره‌ای که دندانه‌ها روی آن قرار گرفته‌اند دایره مبنا میگویند.
  • دایره گام:(Pitch Circle) هنگامی که دو دنده باهم درگیر ‌شوند، دو دایره فرضی به وجود می آید که به هم مماس هستند، این دو دایره را دایره گام میگویند و به قطر آنها، قطر گام (Pitch Diameter) میگویند.

برای به دست آوردن گام، محیط دایره گام را به تعداد دندانه‌ها تقسیم می‌کنیم.

  • خط فشار: به خطی که به هر دو دایره مبنا مماس است، خط فشار میگویند.

به زاویه بین خط فشار و خط تماس دایره‌های گام، زاویه فشار میگویند. در طراحی‌ها، زاویه فشار معمولاً  ۱۴.۵۱۴.۵، ۲۰۲۰ و ۲۵۲۵ درجه در نظر گرفته می‌شود.

 

  • مدول چرخ دنده (Module): یکی از مهمترین مشخصه‌های هر چرخ دنده که معیاری از سایز آن قطعه را بیان می‌کند، مدول نامیده می‌شود. نسبت قطر دایره گام (برحسب میلی‌متر) به تعداد دندانه‌ها را مدول چرخ دنده میگویند.

مدول چرخ دنده را همچنین می‌توان با تقسیم گام به عددπ  محاسبه کرد. این مشخصه، معمولا عددی بین ۰.۳۰.۳ تا ۲۵۲۵ میلی‌متر است.

مدول دنده با اندازه سر دنده برابر است.

در بیشتر موارد، اندازه پایه دنده نیز با حاصل‌ضرب عدد ۱.۲۵۱.۲۵ در مدول چرخ دنده برابری می‌کند. شرط اینکه دو چرخ دنده با هم درگیر شوند، این است که مدول یکسان داشته باشند.

  • گام قطری: (Diametral Pitch) به تعداد دندانه ها تقسیم بر قطر دایره گام، گام قطری میگویند. که با حرف بزرگ P نشان داده میشود و در واقع برعکس مدول محاسبه میشود.

گام p  و گام قطری P دو مفهوم جدا هستند و با رابطه گام قطری برابر است با عدد پی تقسیم بر گام میتوان یکی را بر حسب دگری محاسبه کرد.

در روابط از Teeth به عنوان نماد تعداد دندانه استفاده میشود
و از RPM به عنوان نماد سرعت زاویه‌ای استفاده می‌شود.
البته در منابع از نماد N و ω هم برای نشان دادن تعداد دندانه و سرعت زاویه‌ای استفاده می‌شود.

فرض کنید دو چرخ دنده A و B در تماس با هم هستند. در این صورت رابطه بین سرعت زاویه‌ای و تعداد دندانه‌های آن‌ها به صورت زیر است که به آن نسبت چرخ دنده گفته می‌شود.

به عبارت دیگر میتوان گفت: حاصل ضرب تعداد دندانه‌ها و سرعت زاویه‌ای برای دو قطعه درگیرِ A و B برابر با عدد ثابتی است. که در اینصورت رابطه بالا به شکل زیر میشود:

از روابط بالا نتیجه میگیریم با افزایش یا کاهش تعداد دندانه‌ها می‌توان سرعت یک چرخ دنده را افزایش یا کاهش داد.

روابط درهنگام اتصال چند چرخ دنده

با اضافه کردن چرخ دنده های دیگر سرعت دورانی چرخ دنده اولیه افزایش نمی یابد. و علت آن این است که: حاصل ضرب سرعت زاویه‌ای در تعداد دندانه‌ ها برای تمامی چرخ دنده‌های درگیر، عددی ثابت است.
به عنوان مثال: اگر سه چرخ دنده A و B و C با هم درگیر باشند.
اگر ابتدا نسبت چرخ دنده را بین چرخ دنده A و B بنویسیم:

و اگر فرض بگیریم که چرخ دنده های B و C نیز به طور مستقیم باهم در ارتباط باشند رابطه ی زیر را میتوان برای آن ها نوشت:

و در نتیجه از دو رابطه ی بالا میتوان گفت: حاصل ضرب دندانه در سرعت زاویه ‌ای برای هر سه قطعه برابر است.

چرخ دنده ترکیبی

گاهی دو چرخ دنده طوری به هم وصل میشوند که عملکرد آنها مانند جسم صلب میشود. در واقع این ترکیب از دنده ها را جهت ثابت نگه داشتن سرعت زاویه ای و تغییر اندازه آنها استفاده میشود.

همانطور که در شکل بالا می بینید چرخ دنده های A و B به طور مستقیم با هم درگیرند. بنابراین رابطه ی زیر بین آنها برقرار است:

از طرف دیگر هم چرخ دنده ی C و D با هم به طور مستقیم با هم درارتباط اند. بنابراین رابطه زیر برقرار میشود:

و باتوجه به برابر بودن سرعت زاویه ای چرخ دنده B و C ، سرعت زاویه ای آنها را RPMBC نشان میدهیم. به این ترتیب رابطه های بالا را به صورت زیر بازنویسی میکنیم:

 

خرید چرخ دنده

اگر قصد خرید هر نوع چرخ دنده ای را دارید و نیاز به محاسبات و یا بررسی در مورد نوع و جنس آن دارید همکاران ما در واحد فنی تمامی این وارد را برای شما رفع خواهند کرد.قبل از خرید هر نوع چرخ دنده کافیست با کارشناسان صنعتگران یدک تماس و راهنمایی های مورد نیاز را دریافت کنید.به این نکته توجه کنید که خرید هر نوع چرخ دنده ای نیاز به محاسباتی دارد تا چرخه کار دستگاه دچار اختلال و حتی آسیب به قسمت های دیگر نشود.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.