آموزش طراحی چرخ دنده مارپیچ در کتیا Helical Gear in CATIA

سلام به همه دوستان و همراهان استدیو سیاد.

توی این قسمت قصد داریم آموزش طراحی چرخ دنده مارپیچ در کتیا رو براتون توضیح بدیم. برای طراحی Herical Gear باید به نکات خاصی توجه داشته باشید. ما توی این آموزش نکات طراحی چرخ دنده مارپیچ رو شرح می دیم.

فیلم آموزش طراحی چرخ دنده در کتیا:

دانلود آموزش طراحی چرخ دنده در کتیا - Herical Gear in CATIA- آموزش فارسی و رایگان چرخ دنده-استدیو طراحی سیاد

توضیحات مفصل در مورد چرخ دنده ها:

سر فصل ها :

– تعریف چرخ دنده و انتقال حرکت و قدرت به وسیله آن
انواع چرخ دنده ها
مشخصات یک چرخ دنده
طبقه بندی چرخ دنده‌ها
توضیح چرخ دنده‌های ساده
توضیح چرخ دنده‌های مارپیچ
توضیح چرخ دنده‌های مخروطی
توضیح چرخ دنده‌های پیچ حلزون
توضیح چرخ دنده‌های داخلی
جنس چرخ دنده‌ها
روغن کاری در چرخ دنده‌ها
کاربرد چرخ دنده‌ها

 

مقدمه :

چرخ دنده‌ها ، از پر مصرف ترین وسایل انتقال قدرت و حرکت هستند .

مکانیزم چرخ دنده‌ها سیستمی است که حداقل از دو چرخ دنده تشکیل شده استکه به صورت جفت کار می‌کنند . به همین دلیل آن را مکانیزم چرخ‌دنده می‌نامند .

از نظر انتقال قدرت،مکانیزم چرخ‌دنده،یک چرخ‌دنده محرک و یک یا چند چرخ‌دنده متحرک دارد .

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIAآموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA

 

معمولا به کوچک‌ترین چرخ‌دنده مکانیزم، پینیون و به چرخ‌دنده دیگر چرخ می‌گویند.

امروزه بیشتر دستگا‌ه‌های موجود در صنعت دارای چرخ‌دنده هستند و با پیشرفت روزافزون صنعت، چرخ‌دنده‌ها نقش انکارناپذیری دارند.

چرخ‌دنده‌ها بر حسب موقعیت مکانی محورها نسبت به یکدیگر در شکل‌های گوناگونی طراحی و ساخته می‌شوند و حرکت چرخشی یک محور را به محور دیگر از طریق اتصال دندانه‌ها منتقل می‌کنند.

 

 

تاریخچه:

تاریخچه چرخ‌دنده‌ها ، حدود سه هزار سال قبل برآورد می‌شود .

در تمدن‌های قدیم برای نخستین بار چرخ‌دنده‌های چوبی ساخته شد.

رومیان چرخ‌دنده چوبی را برای به حرکت درآوردن سنگ آسیاب ساختند.

یک نمونه بالابر چوبی برای انسان  را در شکل رو به رو مشاهده می‌کنید .

در قرن هجدهم و هم زمان با اغاز انقلاب صنعتی در اروپا نیاز شدید بهچرخ‌دنده فلزی احساس شد ،که با استفاده از روش ریخته‌گری چرخ‌دنده چدنی ، به تولید آن پرداختند .

سپس ماشین تراش اختراع شد و به کمک این ماشین‌ها چرخ‌دنده‌های فولادی را تولید کردند.

در قرن نوزدهم با توسعه کشتی‌های بخار و ماشین‌های ابزار ، کاربرد چرخ‌دنده‌ها نیز توسعه یافت .

با آغاز قرن بیستم،خودرو و هواپیما به وجود آمد و دریچه نوینی به روی صنعت چرخ‌دنده ‌سازی گشوده شد.

مرحله به مرحله ماشین‌های نوین چرخ‌دنده ‌سازی تولید شد و سبب ساخت چرخ‌دنده‌های مناسب ، با جنس‌های مختلفی شد ، که امروزه این گونه شاهد این پیشرفت صنعتی چرخ‌دنده‌ها هستیم .

در شکل زیر ﻣﺸﺨﺼﺎﺕ ﻳﻚ ﭼـﺮﺥ ﺩﻧﺪﻩ ﻧﺸﺎﻥ ﺩﺍﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ . ﺍﺯ ﺭﻭﻯ ﺷﻜﻞ ﻻﺯﻡ ﺍﺳﺖ ﺗﻌﺪﺍﺩﻯ ﺍﺯ ﺍﻳﻦ ﻣﺸﺨﺼﺎﺕ ﺭﺍ ﺑﻴﺎﻥ ﻛﻨﻴﻢ .

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA

 

مفاهیم اساسی و ابعاد چرخ‌دنده‌ها :

دایره گام(قطر گام): دایره گام ، دایره نظری است که از اهمیت بالایی برخوردار است و تمام محاسبات بر اساس قطر گام انجام می‌پذیرد . دوایر گام یک جفت چرخ‌دنده درگیر ، همیشه مماس بر هم هستند.

گام : فاصله بین فضای خالی بین دو دنده و ضخامت یکی  از دندانه‌ها بر روی دایره گام را گام دنده می‌نامیم و آن را با حروف P نشان می دهیم  .

مدول : نسبت قطر دایره گام هر چرخ‌دنده بر حسب میلی متر بر تعداد دندانه چرخ‌دنده را مدول می‌نامند .

مدول در چرخ‌دنده‌ها ، اهمیت فوق‌العاده بالایی دارد و به صورت استاندار بین‌الملی در آمده به صورت جداولی ارئه شده است که می‌توانیم مدول موردنظر را از این جدول‌ها انتخاب کنیم.

ارتفاع دندانه : ﺍﻧﺪﺍﺯﻩ ﺳــﺮﺩﻧﺪﻩ ، ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺷﻌﺎﻋﻰ ﺑﻴﻦ ﺳﻄﺢ ﻧﻮﻙ ﺩﻧﺪﻩ ﺗﺎ ﺩﺍﻳﺮﻩگام است و اندزه پای دنده ، فاصله شعاعی بین سطح پایین دنده تا دایره گام است . مجموع اندازه سردنده با پای دنده ، ارتفاع دندانه را تشکیل می‌دهد .

دایره لقی دندانه : دایره مماس بر دایره سر چرخ‌دنده درگیر را لقی دندانه می‌گویند .

لقی سردنده : تفاوت اندازه پای‌دنده با اندازه سردنده درگیر با آن را لقی سردنده می‌گویند .

شاید این مطلب برایتان جالب باشد:  آموزش ساخت متریال چند رنگ در سینمافوردی-multi-shading-material

طبقه بندی چرخ‌دنده‌ها:

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA

چرخ‌دنده‌ها بسته به موقعیت قرار گرفتن محورها طبقه بندی می‌شوند .

 

 

الف) : چرخ‌دنده‌ها‌یی که محور آنها در یک صفحه و موازی هم هستند .

چرخ‌دنده ساده،مارپیچ،ماپیچ دوبل وساده داخلی هستند . چرخ‌دنده‌های داخلی به صورت مارپیچ نیز ساخته می‌شوند .خیلی وقت‌ها ، چرخ‌دنده‌ها با شعاع بی نهایت تولید می‌شوند ، که به آنها چرخ‌دنده شانه‌ای می‌گویند. این چرخ‌دنده‌ها به صورت‌های ساده و مارپیچ ساخته می‌شوند.

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA

۱- شانه ای ساده                                                      ۲- شانه ای مارپیچ

 

ب) : چرخ‌دنده‌هایی که محور آنها در یک صفحه واقع شده است ، ولی همدیگر را قطع می‌کنند.

این ها چرخ‌دنده‌های مخروطی هستند.چرخ‌دنده‌های مخروطی نیز می‌توانند دندانه‌های ساده،مارپیچ،جناغی و منحنی داشته باشند.

پ ) : چرخ‌دنده‌هایی که محور آنها در یک صفحه واقع نشده‌اند و نسبت به هم متنافر هستند .

چرخ‌دنده‌های اسپیرال هستند. نوع پیچی و حلزون (یا چرخ و حلزون) این چرخ‌دنده ، که محور آنها در فضا عمود بر هم هستند ، در عمل کاربرد بیشتری دارد و شامل انواع مختلفی می‌شود . نوع استوانه‌ای آنها و نوع گلوبوئیداش دو نمونه از آنها هستند.

 

 

انواع چرخ‌دنده‌ها :

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA

 

چرخ‌دنده‌های ساده :

این چرخ‌دنده‌ها ، ساده‌ترین نوع چرخ‌دنده‌ها به حساب می‌آیند ،

دندانه‌های مستقیمی دارند و با محور موازی هستند .

برای کاهش سرعت و افزایش قدرت ، در بسیاری از مواقع تعداد زیادی از آنها را کنار هم قرار می‌دهند .

روی محور‌های موازی جهت حرکت یکی از آنها خلاف جهت حرکت دیگری است .

اگر بخواهند دو چرخ‌دنده درگیر در یک جهت حرکت کنند بین آنها چرخ‌دنده سومی را قرار می‌دهند

تا جهت حرکت ورود و خروج یکی شود . به چرخ‌دنده‌های ساده،مارپیچ و جناغی، چرخ‌دنده پیشانی نیز می‌گویند.

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA
مکانیزم چرخ دنده ساده

 

به دلیل ساخت آسان ارزان است و به همین دلیل کاربرد زیادی در صنعت دارد.

برای مثال در ساعت‌های کوکی و اتوماتیک ، ماشین‌ لباس‌شویی ، پنکه و نمونه این‌ها کاربرد دارد .

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA

بزرگ‌ترین عیب آنها سروصدای زیاد است . هر بار که دندانه یک چرخ‌دنده به دندانه چرخ رو به رو می‌رسد ، صدای کوچکی در اثر برخورد ایجاد می‌شود و زمانی که تعداد زیادی

از این دندانه‌ها به هم برسند ، صدا بیشتر می‌شود تا جایی که حتی در دراز مدت ، این برخورد‌ها باعث شکستن دندانه‌ها می‌شود   .

 

چرخ‌دنده‌های مارپیچ :

دندانه‌های این چرخ‌دنده‌ها مورب هستند و با محور چرخ‌دنده در حالت زاویه داری قرار گرفته‌اند . در هنگام چرخش یکی از چرخ‌دنده‌ها ، ابتدا نوک دندانه‌ ها با هم تماس می‌یابند ، سپس به تدریج دو دندانه درگیر می‌شوند و این درگیری تدریجی باعث کاهش سروصدا می‌شود . همچنین مکانیزم چرخ‌دنده ، نرم کار می‌کند ، سطح تماس پروفیل دنده‌ها نیز نسبت به چرخ‌دنده ساده بیشتر است و انتقال قدرت بزرگی انجام شود . این گونه چرخ‌دنده‌ها در صنعت خودروسازی کاربرد زیادی دارند.

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA
مکانیزم چرخ دنده های مارپیچ

 

 

 

چرخ‌دنده‌های مخروطی :

انتقال نیرو توسط این چرخ‌دنده‌ها تحت زاویه ۹۰ درجه و یا کوچک‌تر از ۹۰ درجه و یا بزرگ‌تر از ۹۰ درجه

امکان پذیراست ، بنابراین برای انتقال قدرت تحت زاویه مورد نظر ، بهترین چرخ‌دنده محسوب می‌شوند .

البته در صنعت غالبا با محورهای عمود بر هم به کار می‌روند . دندانه‌های آنها بر وری مخروط ناقص

به صورت ساده و یا مارپیچ ساخته می‌شوند . این چرخ‌دنده‌ها در جعبه‌دنده‌ها و مخصوصا دیفرانسیل‌ها کاربرد زیادی دارند.

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA
آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا – استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA

 

چرخ‌دنده حلزون و پیچ حلزون :

این چرخ‌دنده‌ها در صنعت جایگاه ویژه‌ای دارند . اگر بخواهیم تغییر زیادی

در سرعت یا قدرت ایجاد کنیم ، از این مکانیزم بهره می‌گیریم . بزرگ‌ترین مزیت جالب این مکانیزم

این است که پیچ حلزون به راحتی می‌تواند چرخ‌دنده حلزونی را به حرکت درآورد ، در صورتی که

چرخ‌دنده حلزونی نمی‌تواند ، پیچ حلزون را بچرخاند ، زیرا زاویه دنده‌های پیچ حلزون به قدری کوچک است

که وقتی چرخ‌دنده حلزون می‌خواهد آن را بچرخاند ، اصطکاک بسیار بزرگی پدید می‌آید و مانع از

حرکت پیچ حلزون می‌شود . این ویژگی به ما امکان می‌دهد تا در جاهایی که به یک قفل خوردکار نیاز داریم

از این چرخ‌دنده‌ بهره بگیریم ،ا ین چرخ‌دنده‌ها در دستگاهایی همچون بالابرها و جرثقیل‌ها کاربرد زیادی دارند .

شاید این مطلب برایتان جالب باشد:  آموزش ساخت افکت فرو رفتن در مایعات - سینمافوردی

مثلا در یک بالابر اگر موتور از کار بیفتد ، چرخ‌دنده‌ها قفل می‌شوند و از پایین آمدن بار جلوگیری می‌شود .

چرخ‌دنده پیچ حلزون در دیفرانسیل کامیون‌ها و خوردو‌های سنگین نیز کاربرد دارد.

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA
جعبه دنده                                ماکنیزم پیچ حلزون

 

مکانیزم چرخ‌دنده‌های جناغی :

دندانه‌های این نوع چرخ‌دنده‌ها روی محیط استوانه نسبت به هم زاویه کوچک‌تر از ۹۰ درجه می‌سازند و به صورت عدد ۷یا۸ ساخته می‌شوند . این چرخ‌دنده‌ها در دستگاه‌های نورد غلتکی فولاد کاربرد دارند .

همچنین دستگاه‌هایی که تحمل نیروی رانشی محوری را ندارند ، از این چرخ‌دنده‌ها استفاده می‌کنند.

به علت فرایند دشوار ساخت چرخ‌دنده‌های جناغی ، امروزه بیشتر چرخ‌دنده‌های دو مارپیچ می‌سازند که در وسط دندانه‌ها یک شیار ایجاد می‌شود و روش ساخت را آسان می‌کند . چرخ‌دنده‌های جناغی در دستگاه‌های با سرعت بالا

چندان رضایت بخش نیستند . بیشتر تلمبه‌های میدان‌های نفتی از نوع دو مارپیچ یا جناغی هستند .

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA
چرخ دنده های جناقی و دو مارپیچ

 

چرخ‌دنده‌های داخلی :

دو محور این چرخ‌دنده‌ها به همدیگر خیلی نزدیک است . به این چرخ‌دنده‌ها ، سیاره‌ای نیز می‌گویند .

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA

دندانه‌های آن می‌تواند هم ساده و هم مارپیچ باشد و در کوپلینگ‌های انعطاف‌پذیر(ارتجاعی)کاربرد دارند.

 

 

جنس چرخ‌دنده‌ها :

چرخ‌دنده‌ها از مواد مختلفی مانند چدن خاکستری وآلیاژ ، فولادهای ریخته شده ،

برنج ، برنز ، مواد کائوچوئی و پلاستیک ساخته می‌شوند. خاصیت چدن در مقابل عوامل استهلاکی و اصطکاکی خوب است، ولی مقاومت آن در مقابل نیروهایضربه‌ای و خم کننده کم است و همین عامل باعث می‌شود دندانه‌های چرخ‌دنده‌های چدنی

نسبتا بزرگ انتخاب شوند .

فولاد کم کربن سخت نشده می‌تواند در ساخت چرخ‌دنده‌ها مورد استفاده قرار گیرد ، ولی از این فولادها باید در جاهایی که نیاز به استحکام متوسط و مقاومت در مقابل ضربه داریم،استفاده شود.نکته حائز اهمیت این است که سخت کاری سطح دنده‌ها ،مقاومت آنها را در مقابل سایش زیاد می‌کند.

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA
برخی چرخ دنده های استاندارد

 

 

مواد مناسب براى چرخ هاى دنده پیشانى و مخروطى

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA

مواد مناسب براى چرخ دنده حلزون و پیچ حلزون

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA

زوج مواد مناسب براى چرخ و حلزون

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA

امروزه از انواع چرخ‌دنده‌ها با جنس مواد مصنوعی مانند مواد لایه‌ای پرسی ،بافته‌های سخت و پلی‌آمیدها به خاطر کار آرام ، صدای کم و خاصیت ضربه‌گیری‌شان استفاده می‌شود .

خصوصا در مواردی که وزن پایین و انتقال نیروی کم نیز مطرح است .مواردی نظیر دستگاه‌های خانگی ، ماشین‌های دفتری ، ماشین‌های نساجی ،بافندگی ، ابزار الکتریکی واسباب بازی‌ها بیشترین کاربرد را دارند.

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA
چرخ دنده هایی با وزن های پایین

 

روغن کاری چرخ‌دنده‌ها  :

چرخ‌دنده‌ها در شریط مختلفی کار می‌کنند و به همین دلیل روش‌های روانکاری آنها نیز متفاوت است .

در چرخ‌دنده‌های غیر محصور (روباز) ماده روانکار با روغن‌دان یا روغن چکان و یا به صورت بارشی به درون چرخ‌دنده‌ها وارد می‌شوند . تزریق ماده روانکاری به مقدار کم ، ولی با فاصله زمانی کوتاه بهتر از این است که ماده روانکاری

با حجم زیاد در فاصله‌های زمانی طولانی به چرخ‌دنده‌ها تزریق شود.اگر چرخ‌دنده‌ها با آب یا اسید در تماس باشند ، باید ازیک نوع ماده روانکاری چسبناک(چسبنده به فلز) استفاده شود . زمانی که چرخ‌دنده‌ها در یک محفظه بسته کار می‌کنند ، معمولا چرخ‌دنده بزرگ‌تر در داخل روغن فرو می‌رود و روغن را به سطوح دندانه‌ها می‌رساند .

در بعضی موارد با استفاده از یک فواره روغن سطوح دندانه‌های چرخ‌دنده‌های محصور ، روغن کاری یا روانکاری می‌شوند . در مواقعی که فشار تماس خیلی زیاد است ، از مواد روانکاری پر فشار استفاده می‌کنند . بدین وسیله از گسیختگی ماده روانکاری و در نتیجه از ایجاد تماس فلزی میان قطعات جلوگیری یه عمل می‌آید . سرعت محیطی یکی از مهم‌ترین عامل‌های انتخاب نوع روغن کاری است . البته عوامل دیگری نظیر مقدار بار و صافی سطوح پهلوی دندانه‌ها نیز در انتخاب نوع ومواد روغن‌کاری موثر هستند . در چرخ‌دنده‌های مخروطی و چرخ‌دنده‌های مارپیچی با محورهای افقی متنافر و چرخ حلزون ، علاوه بر روشهاى ذکر شــده در جدول ، بهره گیری از سیســتم روانکارى پرفشار برترى خواهد داشت.

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIAتوضیح: cSt ـ نشان دهنده غلظت و چسبندگى روغن است و برحسب سانتى استوک بیان می شود

– C˚نشان دهنده درجه حرارت روغن برحسب سانتیگراد است.

 

کاربرد چرخ‌دنده‌ها:

در حالت کلی بیشتر دستگاه‌های موجود در دنیای دارای چرخ‌دنده هستند ، وبه ویژه در انواع گیربکس‌ها کاربرد فراوانی دارند.

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA
کاربرد چرخ دنده ها در انواع گیربکس

 

آموزش طراحی انواع چرخ دنده در کتیا - استدیو طراحی سیاد-gear in CATIA
چرخ دنده ها در گیربکس

افزودن دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *