شما به اینترنت متصل نیستید.
نکات مهم در طراحی چرخدنده ساده-قسمت دوم
نویسنده:
امتیاز دهید

نکات مهم در طراحی چرخدنده ساده-قسمت دوم

تعیین تعداد دندانه‌ها – تداخل

در اینجا ما یاد خواهیم گرفت که چگونه تعداد دندانه‌ها را در دو چرخ‌دنده تعیین کنیم. برای انجام این کار باید تعداد دندانه‌ها در یک چرخ‌دنده را (T1) فرض کنیم، منظور چرخ‌دنده کوچک‌تر است. هم اکنون با استفاده از روابط داده شده در زیر می‌توانیم تعداد دنده‌های چرخ‌دنده دیگر، T2 را تعیین کنیم.

T2=(T1/Dp1)*Dp2

بنابر این تعداد دندانه در هر دو چرخ‌دنده را تعیین کرده‌ایم، اما در صورتی که سیستم چرخ‌دنده می‌بایست عملکرد نرمی داشته باشد همچنین می‌بایست به دنبال پدیده‌ای باشیم که تداخل نامیده می‌شود. زمانی که دندانه چرخ‌دنده به پروفیل دایره مبنای زیر می‌رسد تداخل روی می‌دهد. این امر به سر و صدای زیاد و مشکل جداشدگی ماده منجر خواهد شد. این پدیده در شکل زیر نشان داده شده است.

اگر باید تداخل برداشته شود، می‌بایست پینیون (مترجم: چرخ‌دنده کوچک‌تر) دارای یک حداقل تعداد دندانه تعیین شده توسط رابطه زیر باشد.

که در آن aw نشان دهنده ارتفاع سر دندانه می‌باشد. برای زاویه فشار 20درجه (که معمولا توسط طراح در نظر گرفته می‌شود) aw = 1 m و bw = 1.2 m.. مدول m، و قطر دایره‌ای گام Pd به صورت زیر تعریف می‌شوند.

در صورتیکه این روابط برای یک مورد داده شده، آنگاه می‌بایست تعداد دندانه‌های T1 را افزایش داد، و محاسبات را مجددا انجام داد. الگوریتم برای تعیین تعداد دندانه‌ها T1 و T2 در زیر نشان داده شده است.

طراحی برای استحکام مکانیکی-معادلات لوئیس

اکنون پارامتر اصلی باقی مانده در طراحی چرخ دنده، پهنا یا ضخامت دندانه چرخ‌دنده b است. این با بررسی اینکه آیا ماکزیمم تنش خمشی ایجاد شده توسط اجزای تماسی بار منتقل شده ، Ft در ریشه چرخ‌دنده بزرگ‌تر از تنش مجاز است یا نه، تعیین می‌شود. همانگونه که می‌دانیم توان منتقل شده، P و گام سرعت خطی گام V چرخ‌دنده Ft را می‌توان با استفاده از روابط زیر تعیین نمود.

دندانه چرخ‌دنده را همانند یک تیر یک سر گیردار در نظر می‌گیریم که تحت تعادل استاتیکی است. نیرو‌های‌چرخ‌دنده و هندسه پیچیده دندانه در شکل زیر نشان داده شده است.

در صورتی که تمام پارامترهای هندسی نشان داده در شکل زیر معلوم باشند، به راحتی می‌توان ماکزیمم مقدار تنش خمشی ایجاد شده را به دست آورد. اما تعیین کردن مقادیر t و l آنچنان هم که باید آسان نیستند، بنابر این برای پیدا کردن ماکزیمم مقدار تنش خمشی با استفاده از قانون لوئیس از یک روش جایگزین استفاده می‌کنیم. ماکزیم تنش خمشی ایجاد شده توسط معادله خمشی لوئیس به صورت زیر داده شده است.

که در آن Y ضریب شکل لوئیس است، که تابعی از زاویه فشار، تعداد دندانه‌ها و ارتفاع سر دندانه و ارتفاع پای دندانه است. مقدار Y در قالب جدول یا نمودار در دسترس است. با استفاده از رابطه بالایی با جایگذاری کردن ماکزیمم مقدار تنش مجاز ماده در LHS از معادلات، می‌توان مقدار b را تعیین کرد. اما طراحی چرخ‌دنده به دست آمده به گونه‌ای به خورت غیر طبیعی خواهد بود، چون در این طراحی دندانه‌ چرخ‌دنده را همانند یک تیر یک سر گیردار تحت تعادل استاتیکی است در نظر گرفته‌ایم. اما این مورد واقعی نیست. به منظور دستیابی به طراحی واقعی‌تر در جلسه بعد بسیاری از پارامترهای دیگر را که بر استحکام مکانیکی چرخ‌دنده تاثیر می‌گذارند تفسیر خواهیم کرد.

یک رویکرد واقع‌گرایانه‌تر – معادله استحکام AGMA

زمانی که یک جفت چرخ‌دنده دوران می‌کنند اغلب سروصدایی را از آن می‌شنویم، این ناشی از برخورد رخ داده در میان دندانه چرخ‌دنده به علت لقی کوچک در بین آن‌ها است. چنین برخورد‌هایی نیرو را در چرخ‌دنده به بالاتر از مقداری که پیش از این محاسبه شده افزایش می‌دهد. این اثر در ضریب بارگذاری دینامیکی گنجانیده شده است، Kv مقداری که تابعی از سرعت خطی گام است.

به علت اثر تمرکز تنش در اینجا ریشه چرخ‌دنده می‌تواند دچار شکست خستگی شود. اثری که در یک ضریب گنجانیده شده است، Kf نامیده می‌شود که مقدار آن بیشتر از 1 است.

در اینجا فاکتورهایی برای بررسی ازدیاد بار (Ko) و توزیع بار روی دندانه چرخ‌دنده (Km) وجود دارد. در حالیکه تمام این فاکتورها ترکیب شوند معادله استحکام لوئیس بدین شکل ویرایش خواهد شد

معادله بالا نیز می‌تواند به فرمی دیگر که در زیر نشان داده شده (معادله استحکام AGMA) مجددا بیان شود

که در آن J است:

با استفاده از معادله بالا می‌توانیم برای مقدار b آن را حل کنیم، بنابر این همه پارامترهای خروجی مورد نیاز برای طراحی چرخ‌دنده را به دست می‌آوریم. اما چنین چرخ دنده‌ای یک عملکرد مفید را تضمین نمی‌کند جز اینکه آن استحکام سطحی مناسبی ندارد.

طراحی برای استحکام سطحی

در چرخ‌دنده شکست معمولا به علت عدم وجود استحکام سطحی رخ می‌دهد، این نیز تحت عنوان شکست حفره‌ای شناخته شده است. در اینجا زمانی که 2 سطح جفت شده تحت یک بار تعیین شده با یکدیگر تماس برقرار می‌کنند در سطح تماس یک تنش تماسی گسترش پیدا می‌کند و سطع تغییر شکل می‌دهد. یک نمونه ساده از گسترش تنش تماسی در زیر نشان داده شده است، که در آن دو استوانه تحت بار F با یکدیگر تماس پیدا می‌کنند.

برای یک مساله دندانه چرخ‌دنده می‌توان تنش تماس را به عنوان تابعی از پارامترهای زیر تعیین کرد

درصورتیکه تنش تماسی گسترش یافته در سطح مشترک یک چرخ‌دنده بیشتر از مقدار بحرانی باشد (به وسیله استاندار AGMA تعیین شده)، آنگا شکست چاله‌ای شدن رخ می‌دهد. بنابر این می‌بایست طراح اطمینان حاصل کند که وضعیت رشد پیدا نمی‌کند.

مطالب مرتبط

ساخت مکعب ال‌ ای‌ دی پایگاه دانش

ساخت مکعب ال‌ ای‌ دی

ساختن مکعب ال ای دی، در این آموزش با مکعب ال ای دی آشنا می‌شویم و نحوهٔ ساخت آن را می‌آوزیم
4 هفته قبل
راهنمای خرید لیداسکرو | انتخاب بهترین پیچ انتقال برای کاربردهای صنعتی پایگاه دانش

راهنمای خرید لیداسکرو | انتخاب بهترین پیچ انتقال برای کاربردهای صنعتی

به دنبال خرید لیداسکرو مناسب برای دستگاه‌های CNC یا پرینتر سه‌بعدی هستید؟ در این راهنمای تخصصی، مهم‌ترین فاکتورها برای انتخاب بهترین پیچ انتقال را بررسی می‌کنیم.
4 هفته قبل
راه اندازی رزبری پای Raspberry Pi 4 با نصب سیستم عامل رزبین پایگاه دانش

راه اندازی رزبری پای Raspberry Pi 4 با نصب سیستم عامل رزبین

آموزش کامل راه‌اندازی رزبری پای ۴ از آماده‌سازی کارت حافظه تا نصب سیستم‌عامل و پیکربندی اولیه. با این راهنمای گام‌به‌گام، بدون نیاز به تجربه‌ی قبلی، رزبری پای ۴ خود را به‌سادگی آماده‌ی کار کنید.
4 هفته قبل
ساخت دنبال کننده خورشید با آردوینو و با کمترین هزینه پایگاه دانش

ساخت دنبال کننده خورشید با آردوینو و با کمترین هزینه

آموزش ساخت پنل خورشیدی متحرک با آردوینو و کمترین هزینه! با استفاده از دو سروو موتور و سنسورهای فتوسل، پنل خورشیدی را بر اساس موقعیت خورشید تنظیم کنید و بازدهی انرژی را افزایش دهید.
4 هفته قبل
قالبگیری سیلیکونی قطعات پرینت سه بعدی شده قسمت 1 پایگاه دانش

قالبگیری سیلیکونی قطعات پرینت سه بعدی شده قسمت 1

با قالبگیری سیلیکونی، قطعات پرینت سه بعدی خود را به نسخه‌های باکیفیت و مقاوم تبدیل کنید. در این راهنما، مراحل قالب‌گیری سیلیکونی همراه با یک مثال عملی توضیح داده شده است.
4 هفته قبل
مشکلات لحیم کاری و راه حل‌ها پایگاه دانش

مشکلات لحیم کاری و راه حل‌ها

با مشکلات رایج لحیم کاری آشنا شوید و راهکارهای کاربردی برای رفع آن‌ها را بیاموزید. از ایجاد اتصالات ایده‌آل تا جلوگیری از خطاهای لحیم‌کاری، همه چیز را در این راهنما بررسی کنید.
4 هفته قبل
معرفی انواع سیستم عاملهای برد رزبری پای پایگاه دانش

معرفی انواع سیستم عاملهای برد رزبری پای

با انواع سیستم عامل‌های رزبری پای آشنا شوید! از Raspbian و Ubuntu تا سیستم‌های تخصصی برای IoT، بازی و سینمای خانگی، بهترین گزینه را برای پروژه‌های خود انتخاب کنید.
4 هفته قبل
چطور یک پرتاب کننده توپ بسازیم (قسمت اول) پایگاه دانش

چطور یک پرتاب کننده توپ بسازیم (قسمت اول)

در این مقاله با روش ساخت یک پرتاب کننده توپ آشنا می‌شوید. از استفاده از موتورهای CNC گرفته تا طراحی چرخ‌های اصطکاکی، تمام نکات مهم برای ساخت یک دستگاه پرتاب توپ را بررسی می‌کنیم.
4 هفته قبل
ساخت انواع چرخدنده با پرینتر سه بعدی پایگاه دانش

ساخت انواع چرخدنده با پرینتر سه بعدی

آموزش ساخت چرخدنده سه بعدی با پرینتر سه بعدی، بررسی انواع چرخدنده، چالش‌های چاپ و نکات کلیدی برای بهبود کیفیت و دقت در تولید چرخدنده‌های پرینت شده.
4 هفته قبل
شناخت و انتخاب عملگرها (قسمت اول) پایگاه دانش

شناخت و انتخاب عملگرها (قسمت اول)

انتخاب درست یک محرک برای رباتتان نیازمند شناخت محرک های موجود، مقداری تخیل و کمی ریاضی و فیزیک است. در این آموزش با انواع محرک های ممکن آشنا شده
1 ماه قبل
تاکنون هیچ نظری ثبت نشده است.
برای ثبت نظر وارد حساب کاربری خود شوید.

وبسایت جدید صنعت بازار راه‌اندازی شد!

نسخه جدید صنعت بازار با طراحی مدرن و تخصصی، سرعت و تجربه بهتری را برای شما فراهم کرده است. اگر در هنگام ثبت سفارش یا استفاده از سایت جدید با مشکلی مواجه شدید، تیم پشتیبانی ما آماده پاسخگویی و راهنمایی شماست.