🎥📹فرز سنتر پنج محور اکومای ژاپن.
🔽🔽🔽🔽🔽🔽🔽
📹📹سنگ زنی چرخدنده با فناوری کاپ نایلز آلمان.
🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂
🔽🔽🔽🔽🔽🔽🔽
📹📹سنگ زنی چرخدنده با فناوری کاپ نایلز آلمان.
🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂
Forwarded from فرازگامان : راه حلهای کامل CNC
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Forwarded from فرازگامان : راه حلهای کامل CNC
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Forwarded from اطلاعات مهندسی (Engineering Data)
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Forwarded from اطلاعات مهندسی (Engineering Data)
پایان نامه دکتری.pdf
2.9 MB
بررسی عوامل خستگی و انواع شكست در چرخدنده ها
در این مقاله عوامل خستگی و شكست دندانه های چرخدنده مورد بررسی قرار گرفته است. عواملی كه باعث خستگی دندانه و در نهایت شكست آن می شوند عبارتند از : 1ـ شكست حاصل از ممان های خمشی 2ـ سایش 3ـ كندگی 4ـ خراش كه هر یك از عوامل خود به چند دسته تقسیم می شوند.
این عوامل ممكن است بر اثر نقص هایی باشد كه در خود دندانه وجود دارد یا ممكن است بوسیله عملكرد سایر قطعاتی كه در مجموعه چرخدنده ای بكار رفته اند ایجاد شوند. وقتی با یك دندانه آسیب دیده مواجه می شویم براحتی نمی توان در مورد علت آسیب قضاوت كرد زیرا این امر مستلزم تجربه كافی و تحقیقات دقیق می باشد. با این حال در این مقاله سعی شده است بصورت كلی با این پدیده ها آشنا شویم.
واژه های كلیدی :
سایش، خستگی سطحی، تغییر شكل پلاستیك، شكست
.
طراحان چرخدنده همیشه از این موضوع تعجب می كنند كه چرا بعضی از چرخدنده ها بهتر و بیشتر از آنچه در فرمول های طراحی انتظار می رفت كار می كنند در حالیكه تعدادی دیگر حتی وقتی در داخل محدوده طراحی، بارگذاری شده اند ناگهان دچار شكست می شوند.
به همین دلیل لازم است كه عوامل خستگی چرخدنده به دقت بررسی شود.
انجمن چرخدنده سازان آمریكا (AGMA) خستگیهای چرخدنده را به 5 دسته كلی زیر تقسیم می نماید:
1ـ سایش (wear)
2ـ خستگی سطحی
3 ـ تغییر شكل پلاستیك (plastic flow)
4ـ شكست دندانه
5ـ شكست های خستگی كه 2 یا چند عامل فوق را با هم دارند.
هر یك از این دسته ها خود به چند نوع و شكل مختلف تقسیم می شود كه در نهایت یك مهندس كه در زمینه چرخدنده كار می كند با 18 شكل مختلف از خستگی چرخدنده مواجه می شود. به همین دلیل در مواجه با یك چرخدنده آسیب دیده باید تلفیقی از علم و هنر آنالیز صحیح را بكار برد. اگر آنالیز خستگی بطور صحیحی انجام نشود ممكن است علت خستگی چیزی غیر از علت اصلی تشخیص داده شود كه در این صورت طراح را به سمت ساخت یك مجموعه چرخدنده ای بزرگتر از آنچه كه نیاز است هدایت می كند در حالیكه طراحی جدید نیز ممكن است دارای همان عیب قبلی باشد زیرا عامل اصلی تخریب هنوز تصحیح نشده است. به عنوان مثال یك چرخدنده كه در سرعت بالا كار می كند ممكن است برای ماهها دارای ارتعاش قابل قبولی باشد اما ناگهان علائم ارتعاش با دامنه بالا پدیدار می شود. تحقیقات دقیق روشن می كند در مدتی كه چرخدنده كار می كرده دندانه ها دچار سایش شده اند و در نتیجه فاصله بین دندانه ها افزایش یافته كه همین عامل باعث افزایش دامنه ارتعاش چرخدنده شده است. پس مشكل اصلی سایش دندانه ها است نه ارتعاش و ارتعاش باید به عنوان یك عامل ثانویه در نظر گرفته شود. نكته مهم دیگری كه باید در نظر گرفته شود این است كه گاهی طراحی چرخدنده صحیح است ولی چرخدنده بر اثر رفتار سایر قطعاتی كه در مجموعه چرخدنده ای شركت دارند یا سایر عوامل (محیط، خطای نصب و استقرار و …) دچار خستگی ناخواسته می شود. به عنوان مثال فرض كنید محور یك توربین توسط یك اتصال كوپلینگ به محور پینیون وصل شده است، در صورتیكه این اتصال در انتقال نیرو دارای خطای زیادی باشد یعنی نیرو را طوری انتقال دهد كه نیروهای شعاعی و محوری بیشتر از آنچه در طراحی در نظر گرفته شده به پینیون وارد شود در آنصورت پینیون و یاتاقان محور آن به سرعت دچار سایش یا حتی شكست می شوند. بنابراین راه حل طراحی مجدد پینیون یا تعویض یاتاقان محور آن نیست بلكه باید در وضعیت اتصال (coupling) تجدید نظر كرد.
با این مقدمه به سراغ انواع خستگی هایی كه در یك چرخدنده رخ می دهد می رویم. تذكر این نكته ضروری است كه منظور از شكست خستگی در یك چرخدنده، گسیختگی (جدا شدن) دندانه نمی باشد بلكه هر عاملی كه باعث شود چرخدنده از شرایط كاری مطلوب خارج گردد به عنوان یك نوع شكست خستگی محسوب می شوند. لذا سایش نیز برای چرخدنده نوعی شكست خستگی محسوب می شود.
1ـ سایش (wear) :
از نقطه نظر یك مهندس چرخدنده، سایش عبارتست از زدوده شدن یكنواخت یا غیر یكنواخت فلز از روی سطح دندانه.
علل اصلی سایش دندانه، تماس فلز به علت نامناسب بودن ضخامت لایه روغن، ذرات ساینده موجود در روغن كه با شكستن لایه روغن باعث سایش سریع یا ایجاد خراش می گردند و سایش شیمیایی به علت تركیب روغن و مواد افزوده شده است به آن می باشند. سایش باعث كم شدن ضخامت دندانه و تغییر شكل پروفیل آن می گردد كه در نتیجه شكل پروفیل دندانه از حالت مطلوب (مثلا منحنی اینولوت) خارج شده و خواص آن از بین می رود. سایش بخصوص در چرخدنده هایی كه باید برای مدت نامحدود با سرعت بالا كار كنند یك پدیده بسیار مهم است. البته سایش همیشه یك عامل منفی نیست بلكه وجود مقدار بسیار ظریفی سایش باعث اصلاح دندانه های درگیر با هم و هماهنگ شدن آنها می شود. پولیش كــــردن (polishing) كه یك نوع عملیات پرداخت بسیار ظریف است نیز به معنای سائیدن قطعه به مقدار ب
در این مقاله عوامل خستگی و شكست دندانه های چرخدنده مورد بررسی قرار گرفته است. عواملی كه باعث خستگی دندانه و در نهایت شكست آن می شوند عبارتند از : 1ـ شكست حاصل از ممان های خمشی 2ـ سایش 3ـ كندگی 4ـ خراش كه هر یك از عوامل خود به چند دسته تقسیم می شوند.
این عوامل ممكن است بر اثر نقص هایی باشد كه در خود دندانه وجود دارد یا ممكن است بوسیله عملكرد سایر قطعاتی كه در مجموعه چرخدنده ای بكار رفته اند ایجاد شوند. وقتی با یك دندانه آسیب دیده مواجه می شویم براحتی نمی توان در مورد علت آسیب قضاوت كرد زیرا این امر مستلزم تجربه كافی و تحقیقات دقیق می باشد. با این حال در این مقاله سعی شده است بصورت كلی با این پدیده ها آشنا شویم.
واژه های كلیدی :
سایش، خستگی سطحی، تغییر شكل پلاستیك، شكست
.
طراحان چرخدنده همیشه از این موضوع تعجب می كنند كه چرا بعضی از چرخدنده ها بهتر و بیشتر از آنچه در فرمول های طراحی انتظار می رفت كار می كنند در حالیكه تعدادی دیگر حتی وقتی در داخل محدوده طراحی، بارگذاری شده اند ناگهان دچار شكست می شوند.
به همین دلیل لازم است كه عوامل خستگی چرخدنده به دقت بررسی شود.
انجمن چرخدنده سازان آمریكا (AGMA) خستگیهای چرخدنده را به 5 دسته كلی زیر تقسیم می نماید:
1ـ سایش (wear)
2ـ خستگی سطحی
3 ـ تغییر شكل پلاستیك (plastic flow)
4ـ شكست دندانه
5ـ شكست های خستگی كه 2 یا چند عامل فوق را با هم دارند.
هر یك از این دسته ها خود به چند نوع و شكل مختلف تقسیم می شود كه در نهایت یك مهندس كه در زمینه چرخدنده كار می كند با 18 شكل مختلف از خستگی چرخدنده مواجه می شود. به همین دلیل در مواجه با یك چرخدنده آسیب دیده باید تلفیقی از علم و هنر آنالیز صحیح را بكار برد. اگر آنالیز خستگی بطور صحیحی انجام نشود ممكن است علت خستگی چیزی غیر از علت اصلی تشخیص داده شود كه در این صورت طراح را به سمت ساخت یك مجموعه چرخدنده ای بزرگتر از آنچه كه نیاز است هدایت می كند در حالیكه طراحی جدید نیز ممكن است دارای همان عیب قبلی باشد زیرا عامل اصلی تخریب هنوز تصحیح نشده است. به عنوان مثال یك چرخدنده كه در سرعت بالا كار می كند ممكن است برای ماهها دارای ارتعاش قابل قبولی باشد اما ناگهان علائم ارتعاش با دامنه بالا پدیدار می شود. تحقیقات دقیق روشن می كند در مدتی كه چرخدنده كار می كرده دندانه ها دچار سایش شده اند و در نتیجه فاصله بین دندانه ها افزایش یافته كه همین عامل باعث افزایش دامنه ارتعاش چرخدنده شده است. پس مشكل اصلی سایش دندانه ها است نه ارتعاش و ارتعاش باید به عنوان یك عامل ثانویه در نظر گرفته شود. نكته مهم دیگری كه باید در نظر گرفته شود این است كه گاهی طراحی چرخدنده صحیح است ولی چرخدنده بر اثر رفتار سایر قطعاتی كه در مجموعه چرخدنده ای شركت دارند یا سایر عوامل (محیط، خطای نصب و استقرار و …) دچار خستگی ناخواسته می شود. به عنوان مثال فرض كنید محور یك توربین توسط یك اتصال كوپلینگ به محور پینیون وصل شده است، در صورتیكه این اتصال در انتقال نیرو دارای خطای زیادی باشد یعنی نیرو را طوری انتقال دهد كه نیروهای شعاعی و محوری بیشتر از آنچه در طراحی در نظر گرفته شده به پینیون وارد شود در آنصورت پینیون و یاتاقان محور آن به سرعت دچار سایش یا حتی شكست می شوند. بنابراین راه حل طراحی مجدد پینیون یا تعویض یاتاقان محور آن نیست بلكه باید در وضعیت اتصال (coupling) تجدید نظر كرد.
با این مقدمه به سراغ انواع خستگی هایی كه در یك چرخدنده رخ می دهد می رویم. تذكر این نكته ضروری است كه منظور از شكست خستگی در یك چرخدنده، گسیختگی (جدا شدن) دندانه نمی باشد بلكه هر عاملی كه باعث شود چرخدنده از شرایط كاری مطلوب خارج گردد به عنوان یك نوع شكست خستگی محسوب می شوند. لذا سایش نیز برای چرخدنده نوعی شكست خستگی محسوب می شود.
1ـ سایش (wear) :
از نقطه نظر یك مهندس چرخدنده، سایش عبارتست از زدوده شدن یكنواخت یا غیر یكنواخت فلز از روی سطح دندانه.
علل اصلی سایش دندانه، تماس فلز به علت نامناسب بودن ضخامت لایه روغن، ذرات ساینده موجود در روغن كه با شكستن لایه روغن باعث سایش سریع یا ایجاد خراش می گردند و سایش شیمیایی به علت تركیب روغن و مواد افزوده شده است به آن می باشند. سایش باعث كم شدن ضخامت دندانه و تغییر شكل پروفیل آن می گردد كه در نتیجه شكل پروفیل دندانه از حالت مطلوب (مثلا منحنی اینولوت) خارج شده و خواص آن از بین می رود. سایش بخصوص در چرخدنده هایی كه باید برای مدت نامحدود با سرعت بالا كار كنند یك پدیده بسیار مهم است. البته سایش همیشه یك عامل منفی نیست بلكه وجود مقدار بسیار ظریفی سایش باعث اصلاح دندانه های درگیر با هم و هماهنگ شدن آنها می شود. پولیش كــــردن (polishing) كه یك نوع عملیات پرداخت بسیار ظریف است نیز به معنای سائیدن قطعه به مقدار ب
سیار كمی می باشد.
در شكل 1 مراحل رشد سایش در دندانه های چرخدنده ای با سختی قابل ماشینكاری نشان داده شده است. در مرحله اول سایش در حد پرداخت دندانه ها می باشد كه كمترین مقدار آن در حدود خط گام رخ می دهد. علاوه بر آن كندگیهای ریزی در نزدیك ریشه دندانه مشاهده می شود. در مرحله دوم در سردندانه تغییر شكل پلاستیك كه البته مقدار آن بسیار كوچك است آغاز می گردد. علاوه بر اینكه سایش و كندگی در نزدیك ریشه بیشتر شده است و این روند تا مرحله چهارم ادامه می یابد. همانطور كه مشاهده می كنید در تمامی این مراحل منطقه نزدیك خط گام از كمترین سایش برخوردار است. (زیرا از نظر تئوری در نقطه گام غلتش محض و از نظر عملی مقدار ناچیزی لغزش وجود دارد) به همین علت در مرحله چهارم، منطقه خط گام بیشتر بار را انتقال خواهد داد كه این عمل باعث افزایش تنش های تماسی در منطقه خط گام و اغلب منجر به كندگی این ناحیه می گردد. در نتیجه چرخدنده دچار شكست شده و از حالت كاری مطلوب خارج خواهد شد. كاهش بار انتقالی و افزایش كیفیت روغنكاری برای بهبود این وضعیت بسیار مفید خواهد بود. توجه كنید كه سایش را می توان مقدمه ظهور سایر شكست ها در دندانه دانست. بر اثر سائیده شدن دندانه ضخامت آن كاهش می یابد. لذا علاوه بر كاهش مقاومت خمشی، در آغاز درگیری ضربه زیادی بر دندانه وارد می شود كه ممكن است باعث شكست دندانه شود. علاوه بر آن تغییر شكل پروفیل دندانه باعث تمركز تنش در بعضی نقاط روی سطح دندانه می شود كه ممكن است باعث كندگی و یا شكست دندانه شود. در صورتی كه علت سایش وجود مواد خارجی مانند براده های ماشین كاری ، باقیمانده های سنگزنی و یا موادی كه به طریقی وارد فضای كاری چرخدنده ، شده اند باشد به این سایش، اصطكاك ساینده (abrasive wear) گویند. اما در صورتی كه عامل سایش مواد شیمیایی موجود در روانساز یا مواد آلوده كننده ای مانند آب، نمك رطوبت محیطی و … باشد به آن اصطكاك خورنده (corrosvie wear) گویند. اما شاید مهمترین سایش، سایشی باشد كه ناشی از شكسته شدن موضعی لایه روغن به علت حرارت بیش از حد، می باشد كه باعث تماس فلز با فلز و اصطكاك چسبنده به شكل یك جوش و یا پارگی و یا خراش می شود كه اصطلاحا به این نوع سایش scuffing گویند كه خود به چند نوع نقسیم می شود. بطور كلی مستعدترین مكان ها برای این نوع سایش، سر و ته دندانه می باشد. (برای توضیحات بیشتر به منبع دوم مراجعه نمائید.) از روش های جلو گیری از این نوع سایش می توان افزایش ویسكوزیته روغن، افزایش سختی چرخدنده، پرداخت خوب سطح دندانه و در بعضی مواقع اصلاح پروفیل دندانه و تاج گذاری دندانه (crowing) كه در این روش وسط دندانه به صورت یك برآمدگی، بالا می آید و بدین ترتیب بیشتر بار توسط این قسمت منتقل می شود را نام برد.
2ـ تغییر شكل پلاستیك (plastic flow) :
این نوع شكست وقتی حاصل می شود كه سطوح تماس تسلیم شده و تحت بار سنگین تغییر شكل دهند. معمولا این نوع شكست در نوك و در دو انتهای (طرفین) دندانه رخ می دهد. اما در مواقعی كه نیروهای لغزشی در سطح دندانه زیاد باشند تغییر شكل در سراسر دندانه مشاهده می شود. بطوریكه سطح دندانه بصورت موج موج در می آید. (به این نوع تغییر شكل پلاستیك rippling گویند) برای جلو گیری از تغییر شكل دندانه می توان بار اعمالی را كم كرده یا بر سختی دندانه افزود. نوع دیگری از تغییر شكل پلاستیك كه به علت سرعت لغزشی بالا در حلزون ها و چرخ حلزون ها و چرخدنده های هیپوئید مشاهده می شود شیار شیار شدن سطح دندانه است كه به این نوع تغییر شكل Ridging (شیار شیار شدن یا چروك شدن) گویند.
3ـ شكست دندانه :
شكست دندانه چرخدنده، شكستی است كه در آن تمام یا قسمت قابل توجهی از یك دندانه بر اثر بارگذاری بیش از حد، ضربه یا اغلب بر اثر تنش های خمشی مكرری كه بیش از مقدار حد دوام ماده چرخدنده است، از چرخدنده جدا می شود. این نوع از شكست حاصل خستگی خمشی دندانه تحت بار خمشی وارد بر آن می باشد..................
در بررسی شكست دندانه بررسی چند موضوع ضروری است :
1ـ3ـ نقطه كانونی :
نقطه كانونی، نقطه ای است كه شكست از آنجا آغاز می شود. این نقطه ممكن است یك شیار یا پارگی در ناحیه منحنی ریشه (Root fillet) ، یكی از تركهایی كه بر اثرعملیات حرارتی در سطح قطعه بوجود می آید و یا نقطه اتصال بین منحنی ریشه دندانه به منحنی پروفیل دندانه (این نقطه از نظر تئوری ضعیف ترین نقطه در مقابل تنش های خمشی است) باشد.
2ـ3ـ خورندگی مخرب (Fretting corrosion) :
در طول زمانی كه ترك در حال رشد است روغن به درون آن نفوذ كرده و هر گاه دندانه وارد درگیری می شود فشار هیدرولیكی زیادی تولید می كند كه این فشار باعث تخریب و اشاعه ترك به زیر سطح دندانه چرخدنده می شود.
3ـ3ـ شكست براثر بارگذاری بیش از حد مجاز (over load Breakage) :
اگر شكست دندانه به علت بارگذاری بیش از حد مجاز یا بر اثر ضربه رخ
در شكل 1 مراحل رشد سایش در دندانه های چرخدنده ای با سختی قابل ماشینكاری نشان داده شده است. در مرحله اول سایش در حد پرداخت دندانه ها می باشد كه كمترین مقدار آن در حدود خط گام رخ می دهد. علاوه بر آن كندگیهای ریزی در نزدیك ریشه دندانه مشاهده می شود. در مرحله دوم در سردندانه تغییر شكل پلاستیك كه البته مقدار آن بسیار كوچك است آغاز می گردد. علاوه بر اینكه سایش و كندگی در نزدیك ریشه بیشتر شده است و این روند تا مرحله چهارم ادامه می یابد. همانطور كه مشاهده می كنید در تمامی این مراحل منطقه نزدیك خط گام از كمترین سایش برخوردار است. (زیرا از نظر تئوری در نقطه گام غلتش محض و از نظر عملی مقدار ناچیزی لغزش وجود دارد) به همین علت در مرحله چهارم، منطقه خط گام بیشتر بار را انتقال خواهد داد كه این عمل باعث افزایش تنش های تماسی در منطقه خط گام و اغلب منجر به كندگی این ناحیه می گردد. در نتیجه چرخدنده دچار شكست شده و از حالت كاری مطلوب خارج خواهد شد. كاهش بار انتقالی و افزایش كیفیت روغنكاری برای بهبود این وضعیت بسیار مفید خواهد بود. توجه كنید كه سایش را می توان مقدمه ظهور سایر شكست ها در دندانه دانست. بر اثر سائیده شدن دندانه ضخامت آن كاهش می یابد. لذا علاوه بر كاهش مقاومت خمشی، در آغاز درگیری ضربه زیادی بر دندانه وارد می شود كه ممكن است باعث شكست دندانه شود. علاوه بر آن تغییر شكل پروفیل دندانه باعث تمركز تنش در بعضی نقاط روی سطح دندانه می شود كه ممكن است باعث كندگی و یا شكست دندانه شود. در صورتی كه علت سایش وجود مواد خارجی مانند براده های ماشین كاری ، باقیمانده های سنگزنی و یا موادی كه به طریقی وارد فضای كاری چرخدنده ، شده اند باشد به این سایش، اصطكاك ساینده (abrasive wear) گویند. اما در صورتی كه عامل سایش مواد شیمیایی موجود در روانساز یا مواد آلوده كننده ای مانند آب، نمك رطوبت محیطی و … باشد به آن اصطكاك خورنده (corrosvie wear) گویند. اما شاید مهمترین سایش، سایشی باشد كه ناشی از شكسته شدن موضعی لایه روغن به علت حرارت بیش از حد، می باشد كه باعث تماس فلز با فلز و اصطكاك چسبنده به شكل یك جوش و یا پارگی و یا خراش می شود كه اصطلاحا به این نوع سایش scuffing گویند كه خود به چند نوع نقسیم می شود. بطور كلی مستعدترین مكان ها برای این نوع سایش، سر و ته دندانه می باشد. (برای توضیحات بیشتر به منبع دوم مراجعه نمائید.) از روش های جلو گیری از این نوع سایش می توان افزایش ویسكوزیته روغن، افزایش سختی چرخدنده، پرداخت خوب سطح دندانه و در بعضی مواقع اصلاح پروفیل دندانه و تاج گذاری دندانه (crowing) كه در این روش وسط دندانه به صورت یك برآمدگی، بالا می آید و بدین ترتیب بیشتر بار توسط این قسمت منتقل می شود را نام برد.
2ـ تغییر شكل پلاستیك (plastic flow) :
این نوع شكست وقتی حاصل می شود كه سطوح تماس تسلیم شده و تحت بار سنگین تغییر شكل دهند. معمولا این نوع شكست در نوك و در دو انتهای (طرفین) دندانه رخ می دهد. اما در مواقعی كه نیروهای لغزشی در سطح دندانه زیاد باشند تغییر شكل در سراسر دندانه مشاهده می شود. بطوریكه سطح دندانه بصورت موج موج در می آید. (به این نوع تغییر شكل پلاستیك rippling گویند) برای جلو گیری از تغییر شكل دندانه می توان بار اعمالی را كم كرده یا بر سختی دندانه افزود. نوع دیگری از تغییر شكل پلاستیك كه به علت سرعت لغزشی بالا در حلزون ها و چرخ حلزون ها و چرخدنده های هیپوئید مشاهده می شود شیار شیار شدن سطح دندانه است كه به این نوع تغییر شكل Ridging (شیار شیار شدن یا چروك شدن) گویند.
3ـ شكست دندانه :
شكست دندانه چرخدنده، شكستی است كه در آن تمام یا قسمت قابل توجهی از یك دندانه بر اثر بارگذاری بیش از حد، ضربه یا اغلب بر اثر تنش های خمشی مكرری كه بیش از مقدار حد دوام ماده چرخدنده است، از چرخدنده جدا می شود. این نوع از شكست حاصل خستگی خمشی دندانه تحت بار خمشی وارد بر آن می باشد..................
در بررسی شكست دندانه بررسی چند موضوع ضروری است :
1ـ3ـ نقطه كانونی :
نقطه كانونی، نقطه ای است كه شكست از آنجا آغاز می شود. این نقطه ممكن است یك شیار یا پارگی در ناحیه منحنی ریشه (Root fillet) ، یكی از تركهایی كه بر اثرعملیات حرارتی در سطح قطعه بوجود می آید و یا نقطه اتصال بین منحنی ریشه دندانه به منحنی پروفیل دندانه (این نقطه از نظر تئوری ضعیف ترین نقطه در مقابل تنش های خمشی است) باشد.
2ـ3ـ خورندگی مخرب (Fretting corrosion) :
در طول زمانی كه ترك در حال رشد است روغن به درون آن نفوذ كرده و هر گاه دندانه وارد درگیری می شود فشار هیدرولیكی زیادی تولید می كند كه این فشار باعث تخریب و اشاعه ترك به زیر سطح دندانه چرخدنده می شود.
3ـ3ـ شكست براثر بارگذاری بیش از حد مجاز (over load Breakage) :
اگر شكست دندانه به علت بارگذاری بیش از حد مجاز یا بر اثر ضربه رخ
داده باشد معمولا سطح شكسته شده به صورت ریش ریش است، حتی اگر دندانه كاملا سخت شده باشد. با این حال سطح شكست شبیه رشته های یك ماده پلاستیكی است كه جدا جدا پیچانده شده اند.
4ـ3ـ موقعیت شكست :
معمولا شكست دندانه های چرخدنده از ناحیه منحنی ریشه بخصوص در منطقه پیوستن منحنی ریشه به منحنی پروفیل دندانه، آغاز می شود. (یك تیر یك سردرگیر در تكیه گاه دارای ضعیف ترین مقطع است). گاهی اوقات كندگی خط گام به قدری شدید است كه باعث شروع شكست دندانه از خط گام می شود. گاهی اوقات نیز انطباق تداخلی ناخواسته ای كه بین دندانه های درگیر رخ می دهد یا تنش های پسماند عملیات حرارتی باعث می شود كه شكست در ناحیه ریشه در وسط دو دندانه آغاز شود. در برخی موارد نیز نقص های ساختاری كه در عملیات آهنگری (forging) قطعه ایجاد شده باعث می شود كه دندانه از نقطه ای غیر قابل پیش بینی بشكند.
.
4ـ كندگی در دندانه های چرخدنده (pitting) :
كندگی عبارتست از شكست خستگی حاصل از تنش های تماسی (hertzian stresses) كه باعث می شود قسمت هایی از سطح دندانه چرخدنده بصورت حفره كنده شود. بر اساس شدت خسارتی كه به سطح خورده است می توان كندگی را به سه دسته تقسیم كرد:
1ـ4 ـ كندگی اولیه :
در این كندگی، قطر حفره ها بسیار كوچك و در حد 0.4 تا 0.8 میلیمتر می باشد. این كندگی در نقاطی رخ می دهد كه تنش از حد مجاز تجاوز نماید و بدین وسیله تمایل دارد تا با كندن این نقاط از روی سطح، بار را دوباره پخش نماید. بدین ترتیب با پخش هموارتر بار، عمل كندگی كاهش یافته و در نهایت متوقف می شود. به همین دلیل به این نوع كندگی، كندگی تصحیح كننده (corrective pitting) نیز گویند.
2ـ4 ـ كندگی مخرب (destructive pitting) :
این نوع كندگی نسبت به كندگی اولیه شدیدتر و قطر حفره های كندگی نیز بزرگتر است و وقتی بوجود می آید كه تنش سطحی در مقایسه با حد دوام ماده بزرگ باشد. در این نوع كندگی در صورتی كه بار كاهش نیابد كندگی بطور پیوسته ادامه می یابد تا جائی كه چرخدنده باید از سرویس خارج شود.
3ـ4 ـ كندگی خرد كننده (spalling) :
این نوع كندگی حالت شدیدتر كندگی مخرب است كه كندگی ها دارای قطر بزرگتری بوده و ناحیه قابل توجهی را در برمی گیرد. كندگی خرد كننده معمولا پس از كندگی مخرب روی می دهد و علت آن خستگی سطحی سطوح باقیمانده (سطوح كنده نشده توسط كندگی مخرب) و یا راه یافتن حفره های حاصل از كندگیهای مخرب به یكدیگر می باشد.
وقوع كندگی مخرب یا خرد كننده حاكی از عدم تحمل تنش های تماسی توسط سطح می باشد در بعضی موارد افزایش سختی ماده یا استفاده از موادی كه كربوره یا نیتریده شده اند به جای مواد فعلی می تواند این مشكل را حل كند در غیر این صورت یك طراحی مجدد باید انجام شود كه در آن ضخامت دندانه یا فاصله مراكز دو چرخدنده افزایش می یابد (افزایش فاصله مراكز بار انتقالی را كاهش می دهد)در درگیری میان چرخدنده و پینیون، پینیون از استعداد بیشتری برای كندگی برخوردار است زیرا معمولا به علت كوچكتر بودن نسبت به چرخدنده، تعداد دور بیشتری می زند و در نتیجه بیشتر در معرض تنش های سطحی قرار می گیرد. ثانیا در صورتی كه پینیون به عنوان راننده (driver) بكار رود (كه اغلب چنین است) جهت نیروهای لغزش از خط گام به سمت طرفین خط گام می باشد كه این عامل باعث می شود ماده در ناحیه خط گام تحت كشش قرار گرفته و آماده ترك شود. (برای توضیحات بیشتر به منبع دوم مراجعه فرمائید)
نتیجه :
با توجه به مباحث فوق، نمودار تجربی نشان داده شده در شكل 6 را به عنوان حاصل بحث مورد توجه قرار دهیم. این نمودار حاصل آزمایش و انجام تستهای تجربی بر روی یك چرخدنده نوعی می باشد كه نتایج آن برای سایر چرخدنده ها نیز قابل تعمیم است. در این نمودار كه برحسب گشتاور و سرعت خطی گام رسم شده 5 ناحیه مختلف را مشاهده می كنید. در ناحیه اول، از آنجا كه سرعت چرخدنده آن قدر زیاد نیست كه بتواند لایه روغن هیدرو دینامیكی را تشكیل دهد. لذا این ناحیه اغلب با خستگی سایشی مواجه می شود. در ناحیه سوم با اینكه سرعت برای تشكیل یك لایه روغن مناسب است اما سرعت به قدری بالا است كه حرارت ناشی از آن باعث شكسته شدن لایه روغن شده و در نتیجه پدیده خراش (scoring) یا جوش خوردگی رخ می دهد. در ناحیه چهارم كندگی رخ می دهد. این پدیده از آنجا كه یك نوع شكست خستگی است لذا وابسته به زمان و بار اعمالی می باشد و در صورتی كه نتش های تماسی بیش از حد دوام ماده باشد در هر سرعتی بالاخره رخ خواهد داد. لذا این ناحیه در تمامی نواحی بالای حد دوام مشاهده می شود. در ناحیه پنجم دندانه بیشترین استعداد را برای شكسته شدن دارد. علت اصلی شكست در این ناحیه ضعیف شدن سطح مقطع دندانه بر اثر سایش، تغییر شكل پروفیل دندانه و تمركز تنش در برخی نقاط بخصوص در ناحیه ریشه بر اثر سایش یا شوك و ضربه وارد به دندانه بر اثر سایش و بالاخره خستگی خمشی می باشد
4ـ3ـ موقعیت شكست :
معمولا شكست دندانه های چرخدنده از ناحیه منحنی ریشه بخصوص در منطقه پیوستن منحنی ریشه به منحنی پروفیل دندانه، آغاز می شود. (یك تیر یك سردرگیر در تكیه گاه دارای ضعیف ترین مقطع است). گاهی اوقات كندگی خط گام به قدری شدید است كه باعث شروع شكست دندانه از خط گام می شود. گاهی اوقات نیز انطباق تداخلی ناخواسته ای كه بین دندانه های درگیر رخ می دهد یا تنش های پسماند عملیات حرارتی باعث می شود كه شكست در ناحیه ریشه در وسط دو دندانه آغاز شود. در برخی موارد نیز نقص های ساختاری كه در عملیات آهنگری (forging) قطعه ایجاد شده باعث می شود كه دندانه از نقطه ای غیر قابل پیش بینی بشكند.
.
4ـ كندگی در دندانه های چرخدنده (pitting) :
كندگی عبارتست از شكست خستگی حاصل از تنش های تماسی (hertzian stresses) كه باعث می شود قسمت هایی از سطح دندانه چرخدنده بصورت حفره كنده شود. بر اساس شدت خسارتی كه به سطح خورده است می توان كندگی را به سه دسته تقسیم كرد:
1ـ4 ـ كندگی اولیه :
در این كندگی، قطر حفره ها بسیار كوچك و در حد 0.4 تا 0.8 میلیمتر می باشد. این كندگی در نقاطی رخ می دهد كه تنش از حد مجاز تجاوز نماید و بدین وسیله تمایل دارد تا با كندن این نقاط از روی سطح، بار را دوباره پخش نماید. بدین ترتیب با پخش هموارتر بار، عمل كندگی كاهش یافته و در نهایت متوقف می شود. به همین دلیل به این نوع كندگی، كندگی تصحیح كننده (corrective pitting) نیز گویند.
2ـ4 ـ كندگی مخرب (destructive pitting) :
این نوع كندگی نسبت به كندگی اولیه شدیدتر و قطر حفره های كندگی نیز بزرگتر است و وقتی بوجود می آید كه تنش سطحی در مقایسه با حد دوام ماده بزرگ باشد. در این نوع كندگی در صورتی كه بار كاهش نیابد كندگی بطور پیوسته ادامه می یابد تا جائی كه چرخدنده باید از سرویس خارج شود.
3ـ4 ـ كندگی خرد كننده (spalling) :
این نوع كندگی حالت شدیدتر كندگی مخرب است كه كندگی ها دارای قطر بزرگتری بوده و ناحیه قابل توجهی را در برمی گیرد. كندگی خرد كننده معمولا پس از كندگی مخرب روی می دهد و علت آن خستگی سطحی سطوح باقیمانده (سطوح كنده نشده توسط كندگی مخرب) و یا راه یافتن حفره های حاصل از كندگیهای مخرب به یكدیگر می باشد.
وقوع كندگی مخرب یا خرد كننده حاكی از عدم تحمل تنش های تماسی توسط سطح می باشد در بعضی موارد افزایش سختی ماده یا استفاده از موادی كه كربوره یا نیتریده شده اند به جای مواد فعلی می تواند این مشكل را حل كند در غیر این صورت یك طراحی مجدد باید انجام شود كه در آن ضخامت دندانه یا فاصله مراكز دو چرخدنده افزایش می یابد (افزایش فاصله مراكز بار انتقالی را كاهش می دهد)در درگیری میان چرخدنده و پینیون، پینیون از استعداد بیشتری برای كندگی برخوردار است زیرا معمولا به علت كوچكتر بودن نسبت به چرخدنده، تعداد دور بیشتری می زند و در نتیجه بیشتر در معرض تنش های سطحی قرار می گیرد. ثانیا در صورتی كه پینیون به عنوان راننده (driver) بكار رود (كه اغلب چنین است) جهت نیروهای لغزش از خط گام به سمت طرفین خط گام می باشد كه این عامل باعث می شود ماده در ناحیه خط گام تحت كشش قرار گرفته و آماده ترك شود. (برای توضیحات بیشتر به منبع دوم مراجعه فرمائید)
نتیجه :
با توجه به مباحث فوق، نمودار تجربی نشان داده شده در شكل 6 را به عنوان حاصل بحث مورد توجه قرار دهیم. این نمودار حاصل آزمایش و انجام تستهای تجربی بر روی یك چرخدنده نوعی می باشد كه نتایج آن برای سایر چرخدنده ها نیز قابل تعمیم است. در این نمودار كه برحسب گشتاور و سرعت خطی گام رسم شده 5 ناحیه مختلف را مشاهده می كنید. در ناحیه اول، از آنجا كه سرعت چرخدنده آن قدر زیاد نیست كه بتواند لایه روغن هیدرو دینامیكی را تشكیل دهد. لذا این ناحیه اغلب با خستگی سایشی مواجه می شود. در ناحیه سوم با اینكه سرعت برای تشكیل یك لایه روغن مناسب است اما سرعت به قدری بالا است كه حرارت ناشی از آن باعث شكسته شدن لایه روغن شده و در نتیجه پدیده خراش (scoring) یا جوش خوردگی رخ می دهد. در ناحیه چهارم كندگی رخ می دهد. این پدیده از آنجا كه یك نوع شكست خستگی است لذا وابسته به زمان و بار اعمالی می باشد و در صورتی كه نتش های تماسی بیش از حد دوام ماده باشد در هر سرعتی بالاخره رخ خواهد داد. لذا این ناحیه در تمامی نواحی بالای حد دوام مشاهده می شود. در ناحیه پنجم دندانه بیشترین استعداد را برای شكسته شدن دارد. علت اصلی شكست در این ناحیه ضعیف شدن سطح مقطع دندانه بر اثر سایش، تغییر شكل پروفیل دندانه و تمركز تنش در برخی نقاط بخصوص در ناحیه ریشه بر اثر سایش یا شوك و ضربه وارد به دندانه بر اثر سایش و بالاخره خستگی خمشی می باشد
. بنابراین طراح باید سعی كند برای یك عمر نامحدود، شرایط كاری چرخدنده را در ناحیه دوم قرار دهد
چرخ دنده های حلزونی
چرخدنده های حلزونی شامل حلزون و چرخ حلزون در درگیری می باشد. حلزون همانند یک پیچ هست و پروفیل چرخ حلزون جفت می شود با پروفیل حلزون. چرخ دنده های حلزونی استفاده می شوند برای انتقال حرکت بین دو محور غیر متقاطع که عموما تحت زاویه محوری 90 درجه می باشند. چرخ دنده های حلزونی می توانند به دو صورت باشند:
الف) چرخ دنده های حلزونی ریز دندانه
ب) چرخ دنده های حلزونی درشت دندانه
چرخ دنده های صنعتی خیلی مفیداند برای انتقال قدرت بین محورهائی که غیرمتقاطع اند با زاویه بین محوری 90 درجهکاهش سرعت قابل ملاحظه ای.
انواع فرم دندانه برای چرخدنده های حلزونی
حلزون ها عموما با استفاده از ابزاری که شکل ذوزنقه ائی دارد تولید می شوند. روش های دیگر تولید پروفیل های دیگری را برای دندانه حلزون را. با توجه به پروفیل، حلزون ها هستند کلاسه بندی می شوند مانند انواع ZA ، Z
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
دارد و در برش عرضی (متقاطع) پروفیل شکل مارپیچ ارشمیدسی دارد. حلزون نوع ZA با یک ابزار برشی به شکل ذوزنقه ای که موازی با محور حلزون نگه داشته شده، تولید می شود. این نوع حلزون می تواند با استفاده از تراش با نگه داشتن اجزاء لغزنده تراش بدون چرخش و ابزار نگه داشته می شود، همانند روش شرح داشته بالا تولید می شود. پس پروفیل حلزون همانند پیچ می باشد.
برای فرم ZA، زاویه فشار استاندارد نسبت به صفحه محوری سنجیده میشود. آن منحنی شامل صفحات نرمال و متقاطع می شود.
پروفیل حلزونی نوع ZN
📧📧📧📧
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
حلزون نوع ZN () در صفحه نرمال فرمی با لبه های راست را دارد و در صفحه های محوری و متقاطع فرمی با پروفیل منحنی شده دارد. این نوع حلزون می تواند با استفاده از ابزار ذوزنقه ائی نگه داشته شده در ابزار گیر برش خورد و اجزاء لغزنده در زاویه ای برابر با زاویه لید (هدایت) زاویه دار می شود. (شکل 6-2). روش های دیگر تولید این نوع حلزون در شکل 6-2. زاویه فشار استاندارد برای حلزون نوع ZN نسبت به صفحه نرمال بیان می شود.
پروفیل حلزونی نوع ZK
حلزونی نوع ZK با یک ابزار چرخنده نوع دیسکی با لبه های راست که زاویه تنظیمی آن برابر با زاویه لید خواهد بود برای داشتن پروفیل دندانه ائی
📧📧📧📧
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
این نوع پروفیل، پروفیل منحنی شده در هر صفحات است که صفحات نرمال، متقاطع و محوری نامیده می شوند. زاویه فشار استاندارد در صفحه نرمال قرار دارد.
پروفیل حلزونی نوع ZI
فرمهای ZA ، ZK ، ZN، فرم های منسوخ شده اند که با نوع ZI جانشین شده اند که همانند پیچی است که فرم اینولوتی دارد (شکل 4-6). این نوع حلزون هست واقعا یک چرخ دنده با زاویه هلیکال بزرگ، و آن می تواند جنریت شود روی ماشین جنریتی. زاویه فشار استاندارد در صفحه نرمال اتفاق می افتد.
این نوع حلزون می تواند سنگ زنی شود با استفاده از سطح لبه ائی راست یک چرخ سنگ نوع دیسکی روی نوع خاصی ماشین سنگ زنی که عمل جنریتی می تواند تولید شود برای گرفتن پروفیل لازم.
دراین کتاب ما بررسی می کنیم فقط پروفیل نوع ZI را.
مقایسه (تناسب) چرخ دنده حلزونی
در آرایش اصلی چرخ دنده های محرک حلزونی، پیچ حلزونی حرکت می دهد و چرخ حلزون درگیر هست با آن در زاویه ائی که عموما برابر با 90 درجه است که در شکل 6-5 نشان داده شده. حلزون می تواند بررسی شود همانند یک چرخ دنده هلیکال با یک زاویه هلیکال بزرگ. بنابراین یک تعداد زیادی عبارت به چرخ دنده های هلیکال مربوط می شوند که در جفت چرخ دنده حلزونی بکاررفته هستند، چرخ دنده حلزونی کاملا مشخص و مقایسه می شود با عبارت های مشخص زیر:
الف) مدول
ب) تعداد راه (نخ) پیچ حلزونی
ج) تعداد دندانه چرخ حلزونی
د) فاکتور قطر
ه) فاصله مرکز تا مرکز یا که اصله مرکز تا مرکز استاندارد و فاصله مرکز تا مرکز غیر استاندارد است. مقدار ناز است که مشخص شود اما مقدار می تواند از کار بدست آید.
چرخ دنده های حلزونی
چرخدنده های حلزونی شامل حلزون و چرخ حلزون در درگیری می باشد. حلزون همانند یک پیچ هست و پروفیل چرخ حلزون جفت می شود با پروفیل حلزون. چرخ دنده های حلزونی استفاده می شوند برای انتقال حرکت بین دو محور غیر متقاطع که عموما تحت زاویه محوری 90 درجه می باشند. چرخ دنده های حلزونی می توانند به دو صورت باشند:
الف) چرخ دنده های حلزونی ریز دندانه
ب) چرخ دنده های حلزونی درشت دندانه
چرخ دنده های صنعتی خیلی مفیداند برای انتقال قدرت بین محورهائی که غیرمتقاطع اند با زاویه بین محوری 90 درجهکاهش سرعت قابل ملاحظه ای.
انواع فرم دندانه برای چرخدنده های حلزونی
حلزون ها عموما با استفاده از ابزاری که شکل ذوزنقه ائی دارد تولید می شوند. روش های دیگر تولید پروفیل های دیگری را برای دندانه حلزون را. با توجه به پروفیل، حلزون ها هستند کلاسه بندی می شوند مانند انواع ZA ، Z
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
دارد و در برش عرضی (متقاطع) پروفیل شکل مارپیچ ارشمیدسی دارد. حلزون نوع ZA با یک ابزار برشی به شکل ذوزنقه ای که موازی با محور حلزون نگه داشته شده، تولید می شود. این نوع حلزون می تواند با استفاده از تراش با نگه داشتن اجزاء لغزنده تراش بدون چرخش و ابزار نگه داشته می شود، همانند روش شرح داشته بالا تولید می شود. پس پروفیل حلزون همانند پیچ می باشد.
برای فرم ZA، زاویه فشار استاندارد نسبت به صفحه محوری سنجیده میشود. آن منحنی شامل صفحات نرمال و متقاطع می شود.
پروفیل حلزونی نوع ZN
📧📧📧📧
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
حلزون نوع ZN () در صفحه نرمال فرمی با لبه های راست را دارد و در صفحه های محوری و متقاطع فرمی با پروفیل منحنی شده دارد. این نوع حلزون می تواند با استفاده از ابزار ذوزنقه ائی نگه داشته شده در ابزار گیر برش خورد و اجزاء لغزنده در زاویه ای برابر با زاویه لید (هدایت) زاویه دار می شود. (شکل 6-2). روش های دیگر تولید این نوع حلزون در شکل 6-2. زاویه فشار استاندارد برای حلزون نوع ZN نسبت به صفحه نرمال بیان می شود.
پروفیل حلزونی نوع ZK
حلزونی نوع ZK با یک ابزار چرخنده نوع دیسکی با لبه های راست که زاویه تنظیمی آن برابر با زاویه لید خواهد بود برای داشتن پروفیل دندانه ائی
📧📧📧📧
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
این نوع پروفیل، پروفیل منحنی شده در هر صفحات است که صفحات نرمال، متقاطع و محوری نامیده می شوند. زاویه فشار استاندارد در صفحه نرمال قرار دارد.
پروفیل حلزونی نوع ZI
فرمهای ZA ، ZK ، ZN، فرم های منسوخ شده اند که با نوع ZI جانشین شده اند که همانند پیچی است که فرم اینولوتی دارد (شکل 4-6). این نوع حلزون هست واقعا یک چرخ دنده با زاویه هلیکال بزرگ، و آن می تواند جنریت شود روی ماشین جنریتی. زاویه فشار استاندارد در صفحه نرمال اتفاق می افتد.
این نوع حلزون می تواند سنگ زنی شود با استفاده از سطح لبه ائی راست یک چرخ سنگ نوع دیسکی روی نوع خاصی ماشین سنگ زنی که عمل جنریتی می تواند تولید شود برای گرفتن پروفیل لازم.
دراین کتاب ما بررسی می کنیم فقط پروفیل نوع ZI را.
مقایسه (تناسب) چرخ دنده حلزونی
در آرایش اصلی چرخ دنده های محرک حلزونی، پیچ حلزونی حرکت می دهد و چرخ حلزون درگیر هست با آن در زاویه ائی که عموما برابر با 90 درجه است که در شکل 6-5 نشان داده شده. حلزون می تواند بررسی شود همانند یک چرخ دنده هلیکال با یک زاویه هلیکال بزرگ. بنابراین یک تعداد زیادی عبارت به چرخ دنده های هلیکال مربوط می شوند که در جفت چرخ دنده حلزونی بکاررفته هستند، چرخ دنده حلزونی کاملا مشخص و مقایسه می شود با عبارت های مشخص زیر:
الف) مدول
ب) تعداد راه (نخ) پیچ حلزونی
ج) تعداد دندانه چرخ حلزونی
د) فاکتور قطر
ه) فاصله مرکز تا مرکز یا که اصله مرکز تا مرکز استاندارد و فاصله مرکز تا مرکز غیر استاندارد است. مقدار ناز است که مشخص شود اما مقدار می تواند از کار بدست آید.
تداخل
📧📧📧📧
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
تداخل در دو روش دنده زنی بوجود می آید که به شرح ذیل می باشد:
⦁ دنده زنی توسط فلزکاری (فرز مدول)
این ابزار عبارت از یک دستگاه فرز است. این فرز به صورتی است که شیار مابین دو دندانه متوالی را درمی آورد:
نیمرخ یا پروفیل فرز مشابه نیمرخ شیار بین دو دندانه چرخ دندانه ای است که باید دنده زنی شود.
⦁ دنده زنی توسط ایجاد شیار (کله زنی)
الف- سیستم ماگ: ابزار اره دنده ای با جداره های جانبی مستقیم ابزار مورد نظر عبارت از یک ابزار کله زنی به شکل اره دنده است که دارای یک حرکت متناوب مستقیم می باشد. در حرکت غلتشی نسبی اره دنده روی چرخی که باید دنده زنی شود، عبورهای متوالی لبه های کناری این ابزار ایجاد خراش های مستقیمی می کند که پوشش آن یک گسترنده دایره می باشد. این گسترنده دایره در حقیقت نیمرخ دندانه های چرخ دنده ای که باید دنده کار شود را تشکیل می دهد.
ب- سیستم فیلاو: ابزار چرخ دنده ای به صورت گسترنده
ابزار مورد نظر عبارت است از یک ابزار کله زنی به شکل چرخ دنده است که دارای یک حرکت مستقیم متناوب می باشد. در حرکت نسبی غلتشی چرخ دنده روی چرخی که باید دنده زنی شود، عبورهای متوالی نیمرخ های ابزار چرخ دنده ای ایجاد خراش هائی به صورت گسترنده می کند. پوشش این گسترنده دایره خود نیز عبارت است از گسترنده دایره چرخ درگیر با ابزار درگیر چرخ دنده ای می باشد و به این لحاظ نیمرخ صحیح چرخی را باید دنده زنی شود تشکیل می دهد.
تبصره: مسلم است که حرکت غلتشی قطعه دنده زنی شده روی ابزار اره دنده ای یا روی ابزار چرخ دنده ای تنها در بین دو عبور شیار ایجا کن (کله زن) قطعه مورد دنده زنی و ابزار بی حرکت هستند (غیر از حرکت انتقالی ابزار: حرکت برش). همانطور که در ابتدا خاطر نشان کردیم موضوع به چرخ دنده های استوانه ای مستقیم مربوط است.
کلیات تداخل
⦁ وقتیکه به دنده زنی چرخ دندانه های با تعداد دندانه های کم به روش کله زنی با ابزار دنده ای (ماگ) یا ابزار چرخ دنده ای (فلایو) مبادرت می ورزیم در پای دندانه یک فرورفتگی و گودی YZ حاصل می شود. منحنی YZ یک انحنای مخروط ناقص در دنباله منحنی گسترنده دایره XY می باشد.
این فرورفتگی مقطع بحرانی (خطرناک) گیرداری دندانه را کاهش داده و فرسایش را زیاد می کند. در شکل زیر یک مثال از دندانه هایی را که به هنگام دنده زنی توسط کله زنی پای آنها فرورفته و گود شده است، نشان می دهد.
این دندانه مربوط به یک چرخ دنده 14 دندانه ائی با مدول 8 می باشد که توسط یک زاویه فشار مساوی 14 درجه و 30 دقیقه شکل داده شده است. خاطر نشان کنیم که فرورفتگی و گودی پای دندانه هر چند که در درگیری دندانه ها دخالت نمی کند برای خوب کار کردن چرخ دنده لازم است.
⦁ وقتیکه توسط روش فرزکاری با روش فرز مدول به دنده زنی چرخ دنده هایی با تعداد کم دندانه مبادرت می ورزیم ملاحظه می کنیم که به هنگام کار، نوک سر دندانه چرخ دنده تمایل به فرو رفتن در پای جدار جانبی دندانه چرخ دنده دیگر را دارد. از این مساله یک تماس ناصحیح نیمرخ ها نتیجه می شود که شرایط سینماتیک درگیری را تضمین نکرده و سبب گیر کردن و تولید ضربه و یک فرسابش شدید فوق العاده می شود.
بنابراین منحنی پوشش قوس گسترده در داخل دایره اصلی عبارت است از یک منحنی درون رونده که موجب وجود یک برجستگی تیز M روی دایره اصلی می شود و تداخل زمانی بوجود می آید که دنده زنی یک چرخ دنده با تعداد دندانه های کمی توسط یک ابزار اره دنده ای نشان داده شده است در نظر می گیریم. به علت اینکه برجستگی تیز u ابزار بطور خیلی عمیق در داخل چرخ دنده ای که باید ساخته شود فرو رفته است تداخل (منحنی mn) حاصل می شود. زمانیکه ابزار از خط تداخل LI بگذرد پدیده بوجود می آید. با رسم یک خط از نقطه H به موازات خط مماس مشترک به نقطه A خط تداخل LI بدست می آید.
روش کار با دستگاه تستر:
برای تولید یک چرخ دنده ی جدید، مهمترین عامل، استفاده از قطعات خام استاندارد میباشد. زوایای سطحی تاج به سمت عقب و قطر خارجی از مهمترین مختصات مراحل دنده زنی هستند. دستگاه تستر گلیسون15 دستگاه مناسبی برای تست قطعات خام است. قطعات در مرحله ی اول خشن کاری میشوند. با استفاده از مختصات گلیسون و همچنین با استفاده از مجموعه متحرک، ماشین خشن کاری برای ایجاد عمق کامل شیار دندانه ها تنظیم میشود.
📧📧📧📧
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
ماشین را با استفاده از استارت منقطع به اندازه ی ایندکس یک دنده حرکت دهید. نوک الماس را با یک دندانه روی نقطه ای از زاویه سطحی قطعه خام یا نقطه ای نزدیک به آن مماس کنید. اگر تیغه الماس باری بیشتر از1/0اینچ برمیدارد و یا بهمین میزان با دنده فاصله دارد، ماشین تنضیم نشده است و یا قطعه ی خام بدرستی تراشیده نشده است. برای رفع اشکال، ماشین را مجددا تنظیم و کنترل کنید و اندازه های قطعه و طول ابزار گیر را کنترل
📧📧📧📧
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
تداخل در دو روش دنده زنی بوجود می آید که به شرح ذیل می باشد:
⦁ دنده زنی توسط فلزکاری (فرز مدول)
این ابزار عبارت از یک دستگاه فرز است. این فرز به صورتی است که شیار مابین دو دندانه متوالی را درمی آورد:
نیمرخ یا پروفیل فرز مشابه نیمرخ شیار بین دو دندانه چرخ دندانه ای است که باید دنده زنی شود.
⦁ دنده زنی توسط ایجاد شیار (کله زنی)
الف- سیستم ماگ: ابزار اره دنده ای با جداره های جانبی مستقیم ابزار مورد نظر عبارت از یک ابزار کله زنی به شکل اره دنده است که دارای یک حرکت متناوب مستقیم می باشد. در حرکت غلتشی نسبی اره دنده روی چرخی که باید دنده زنی شود، عبورهای متوالی لبه های کناری این ابزار ایجاد خراش های مستقیمی می کند که پوشش آن یک گسترنده دایره می باشد. این گسترنده دایره در حقیقت نیمرخ دندانه های چرخ دنده ای که باید دنده کار شود را تشکیل می دهد.
ب- سیستم فیلاو: ابزار چرخ دنده ای به صورت گسترنده
ابزار مورد نظر عبارت است از یک ابزار کله زنی به شکل چرخ دنده است که دارای یک حرکت مستقیم متناوب می باشد. در حرکت نسبی غلتشی چرخ دنده روی چرخی که باید دنده زنی شود، عبورهای متوالی نیمرخ های ابزار چرخ دنده ای ایجاد خراش هائی به صورت گسترنده می کند. پوشش این گسترنده دایره خود نیز عبارت است از گسترنده دایره چرخ درگیر با ابزار درگیر چرخ دنده ای می باشد و به این لحاظ نیمرخ صحیح چرخی را باید دنده زنی شود تشکیل می دهد.
تبصره: مسلم است که حرکت غلتشی قطعه دنده زنی شده روی ابزار اره دنده ای یا روی ابزار چرخ دنده ای تنها در بین دو عبور شیار ایجا کن (کله زن) قطعه مورد دنده زنی و ابزار بی حرکت هستند (غیر از حرکت انتقالی ابزار: حرکت برش). همانطور که در ابتدا خاطر نشان کردیم موضوع به چرخ دنده های استوانه ای مستقیم مربوط است.
کلیات تداخل
⦁ وقتیکه به دنده زنی چرخ دندانه های با تعداد دندانه های کم به روش کله زنی با ابزار دنده ای (ماگ) یا ابزار چرخ دنده ای (فلایو) مبادرت می ورزیم در پای دندانه یک فرورفتگی و گودی YZ حاصل می شود. منحنی YZ یک انحنای مخروط ناقص در دنباله منحنی گسترنده دایره XY می باشد.
این فرورفتگی مقطع بحرانی (خطرناک) گیرداری دندانه را کاهش داده و فرسایش را زیاد می کند. در شکل زیر یک مثال از دندانه هایی را که به هنگام دنده زنی توسط کله زنی پای آنها فرورفته و گود شده است، نشان می دهد.
این دندانه مربوط به یک چرخ دنده 14 دندانه ائی با مدول 8 می باشد که توسط یک زاویه فشار مساوی 14 درجه و 30 دقیقه شکل داده شده است. خاطر نشان کنیم که فرورفتگی و گودی پای دندانه هر چند که در درگیری دندانه ها دخالت نمی کند برای خوب کار کردن چرخ دنده لازم است.
⦁ وقتیکه توسط روش فرزکاری با روش فرز مدول به دنده زنی چرخ دنده هایی با تعداد کم دندانه مبادرت می ورزیم ملاحظه می کنیم که به هنگام کار، نوک سر دندانه چرخ دنده تمایل به فرو رفتن در پای جدار جانبی دندانه چرخ دنده دیگر را دارد. از این مساله یک تماس ناصحیح نیمرخ ها نتیجه می شود که شرایط سینماتیک درگیری را تضمین نکرده و سبب گیر کردن و تولید ضربه و یک فرسابش شدید فوق العاده می شود.
بنابراین منحنی پوشش قوس گسترده در داخل دایره اصلی عبارت است از یک منحنی درون رونده که موجب وجود یک برجستگی تیز M روی دایره اصلی می شود و تداخل زمانی بوجود می آید که دنده زنی یک چرخ دنده با تعداد دندانه های کمی توسط یک ابزار اره دنده ای نشان داده شده است در نظر می گیریم. به علت اینکه برجستگی تیز u ابزار بطور خیلی عمیق در داخل چرخ دنده ای که باید ساخته شود فرو رفته است تداخل (منحنی mn) حاصل می شود. زمانیکه ابزار از خط تداخل LI بگذرد پدیده بوجود می آید. با رسم یک خط از نقطه H به موازات خط مماس مشترک به نقطه A خط تداخل LI بدست می آید.
روش کار با دستگاه تستر:
برای تولید یک چرخ دنده ی جدید، مهمترین عامل، استفاده از قطعات خام استاندارد میباشد. زوایای سطحی تاج به سمت عقب و قطر خارجی از مهمترین مختصات مراحل دنده زنی هستند. دستگاه تستر گلیسون15 دستگاه مناسبی برای تست قطعات خام است. قطعات در مرحله ی اول خشن کاری میشوند. با استفاده از مختصات گلیسون و همچنین با استفاده از مجموعه متحرک، ماشین خشن کاری برای ایجاد عمق کامل شیار دندانه ها تنظیم میشود.
📧📧📧📧
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
ماشین را با استفاده از استارت منقطع به اندازه ی ایندکس یک دنده حرکت دهید. نوک الماس را با یک دندانه روی نقطه ای از زاویه سطحی قطعه خام یا نقطه ای نزدیک به آن مماس کنید. اگر تیغه الماس باری بیشتر از1/0اینچ برمیدارد و یا بهمین میزان با دنده فاصله دارد، ماشین تنضیم نشده است و یا قطعه ی خام بدرستی تراشیده نشده است. برای رفع اشکال، ماشین را مجددا تنظیم و کنترل کنید و اندازه های قطعه و طول ابزار گیر را کنترل