چرخ دنده ها و طرزکار آنها

چرخ دنده ها و طرزکار آنها

• 
  
• 
  

دسته: مکانیک

منتشر شده در شنبه, 01 آذر 1393 05:54

نوشته شده توسط kheirolahi

چرخ دنده ها وطرز کار آنها

چرخ دنده ها عبارت اند از قطعات فلزی و یا غیر فلزی که در سطوح خاصی از آنها دنده ایجاد شده باشد .چرخ دنده ها  باکمک دنده های خود در دو چرخ درگیر,حرکت و نیرو را بر هم انتقال میدهند و نیروی چرخش یکی از آنها سبب چرخاندن  دیگری می شود.

چرخ دنده ها در هر دستگاه با قطعات متحرک از ساعت ها گرفته تا ماشین ها و دی وی دی پلیرها  بکار می روند  و در مواردی می توانند توسط زنجیری به هم متصل شوند مانند یک دوچرخه.

چرخ  دنده ها ممکن است دارای دنده های داخلی و یا خارجی باشند که بسته به نوع آن جهت حرکت متفاوت است.جهت حرکت در چرخ دنده هایی که سطح خارجی آنها دارای دنده باشد مخالف یکدیگر است . مانند شکل زیر که ساخت یک گریپر ساده را با چرخدنده ها و سازه های پرشین ربات نشان داده :

    وقتی نیاز دارید تا جهت مکانیکی حرکت معکوس شود باید از چرخ دنده دیگری نیز استفاده کنید این برای هر دستگاهی که بخواهد قابل حرکت در دو جهت باشد مفید واقع می شود مانند اتومبیل ها و دریل های برقی و همچنین گریپر ها. حرکت در چرخ دنده هایی که دندانه در قسمت داخلی آنها ایجاد شده است ,موافق یکدیگر است . جهت حرکت در چرخ دنده های شانه ای که عبارت اند از یک قطعه به شکل مستطیل یا تسمه که دنده هایی بر روی آن ایجاد شده و یک چرخ دنده ,هم جهت با یکدیگر می باشد. یعنی جهت حرکت چرخ دنده در گیر با چرخ دنده شانه ای هر دو یکی است.

  شما اغلب چرخ دنده های کوچکی را می بینید که با یک چرخ دنده بزرگتر جفت شده است  یکی از دلایل انجام این کار افزایش گشتاور یا قدرت چرخش می باشد .یک چرخ دنده بزرگتر با قدرت بیشتر نسبت به چر خ دنده کوچک تر می گردد شعاع بزرگتر قدرت بیشتری برای یک چرخ دنده گردان دارد .به این ترکیبها گیربکس گفته میشود که با توجه به نوع ترکیب چرخ دنده های کوچک و بزرگ نسبت ورودی به خروجی گیربکس تغییر میکند و خروجی قدرتی و یا سرعتی خواهیم داشت.

برای مثال گیربکس طراحی شده در ماشین پرشین ربات با  یک موتور کوچک با سرعت بالا کار میکند .بی شک نیروی این موتور برای حرکت ربات کافی نیست و نیاز به طراحی گیربکسی دارد که افزاینده گشتاور باشد و قدرت را زیاد کند. برای این امر از دو چرخ دنده محرک و متحرک استفاده می کنیم.

    دنده های بزرگ چرخ دنده مستقیم به موتور متصل است در این حالت با چرخیدن یک دور موتور چرخ دنده فقط 3/1 دور میچرخد پس برای چرخیدن یک دور کامل چرخ ,موتور باید سه دور بچرخد . با هر دور چرخیدن دنده های بزرگ ,دنده های کوچک داخلی نیز یک دور میچرخد که  این دندانه ها نیز به چرخ دنده بزرگ  متحرک متصل است و باعث چرخاندن آن میشود .در این قسمت چرخ دنده کوچک دارای 12 دندانه است و چرخ دنده بزرگ دارای 36 دندانه است.

 این یعنی این که چرخ دنده کوچک مجبور است سه بار چرخش کند تا چرخ دنده بزرگ به نوبه خود یک بار بچرخد بنابراین ما می گوییم نسبت دنده ها به یگدیگر 1:3 است دنده بزرگتر یک سوم دنده کوچکتر می گردد اما دارای گشتاور یا قدرت چرخش بیشتری است.خب چیزی که مشخص است ما در این مدل گیربکس دو بار از این خاصیت استفاده کرده ایم و در نتیجه  قدرت را 3*3 برابر یعنی 9 برابر افزایش داده ایم!

نسبت چرخ دنده هایک کار دیگر نیز انجام می دهد معامله کردن نیرو برای بدست آوردن سرعت، مانند  زمانی که می خواهید سرعت را در یک فن الکتریکی تا جایی که امکان دارد افزایش دهیدبرای این کار باید چند چرخ دنده کوچک را به صورت متوالی قرار دهید .

دریک دوچرخه پاهای شما مانند موتور است شما یک چرخ دنده بزرگ در جلو و یک چرخ دنده کوچک در  عقب برای افزایش سرعت بکار می برید و یک چرخ دنده کوچک درجلو با یک چرخ دنده بزرگ در عقب جفت شده است تا گشتاور بیشتری ایجاد شود.

تسمه :

یکی دیگر از سیستمهای انتقال حرکت و نیرو از محور محرک به محور متحرک چرخ و تسمه است که در زمانی که فاصله رو محور از یکدیگر زیاد و نیروی انتقالی محدود باشد مورد استفاده قرار میگیرد.که انتقال حرکت از طریق اصطکاک بین تسمه و چرخ صورت میگیرد .

زنجیرها :

بمنظور انتقال قدرت بطور مطمئن و اقتصادی وهمچنین  در مواردی که فاصله دور محور زیاد است و نیز در مکانهای مرطوب و گرم  استفاده می شود  .از محاسن این سیستم در مقایسه با چرخ تسمه ها میتوان :

انتقال قدرت بدون لغزش ,عدم حساسیت نسبت به دما و رطوبت  و ... نام برد