راسل بیچ؛ راسل بیچ یک مهندس مکانیــک با بیش از 20سال سابقه کاری می باشد، که سابقه درخشانی در طراحی چرخ دنده ها دارد. تخصص ویژۀ او در طراحی چرخ دنده های بِوِل و چرخ دنده های هیپوید و آنالیز تحلیلی نویزهای مکانیکـی و نواقص طراحـی می باشـد. اخیراً، ایشان به سمت ریاست شرکت Nissei Corp در آمریکا برگزیده شده اند.
خلاصه برنامه:
سیستم های چرخ دنده بِوِل حساسیت ویژه ای نسبت به سوارکردن و سرهم بندی چرخ دنـده ها دارنـد. عیوب روشـن و مشخص در موقعیت و قرارگیری بادامک ها و چرخ دنده ها وجود دارد و مرتفع کردن این عیوب به یک طراحی خوب منجر می شود.
این گزارش به منظور پوشش دادن تلاش های صورت گرفته بر روی رفع نواقص کاربردی ارائه شده است. چرخ دنده های حلزونی زرول و بیول بدون داشتن "اثرات برشی کوتاه" عمـل می کننـد. این نـوع چرخ دنـده ها با فرض صحیح بودن عملکرد مکانیزم ماشین به درستی عمل می کنند، زاویه صحیح شافت محوری و محور چرخ دنده و تولید درست چرخ دنده می تواند تأثیر به سزائی داشته باشد. (شکل های 1 تا 3)
جهش دندانه چرخ دنده:
سوار کردن صحیح چرخ دنده های بول و سری زیرول که به صورت سه جزئی می باشنـد برای اکثر افراد نامعیـن می باشـد. در سـوارکردن درست سری چرخ های ضرورت دارد که به درست قرارگرفتن هر دو سطح عقبی و جلویی توجه شود و از صحت آنها اطمینان حاصل شود دامنه وسیعی از انواع مختلف قله های چرخ دنده تاکنون طراحی شده است که می تواند پس زنی چرخ دنده ها را بهبود بخشد. اما تنها دامنه کوچکی از این موارد می تواند در به حداقل رسیدن نویزهای مکانیکی سیستم مؤثـر باشـد.
تماس دانـه ها را می توان در هنگـام سرهـم کردن چرخ دنده ها مشاهده کرد. تماس دندانه ها برقرار شده و درکنارهم قرار می گیرند و در این حالت نیروی کمی مابین سطح دندانه ها وجود دارد و پس از هماهنگ شدن کامل چرخ دنده ها یک سرعت دورانی کم ایجاد و بارگذاری به صورت جزیی صورت می گیرد. این مسئله با عنوان "طراحی تماس دندانه ها" شناخته شده می باشد. در اغلب موارد یک بارگذاری دندانـه ای سبـک نشـان د هنـده اینست که چگونه انتهای چرخ ها و دندانه های آنها بار اعمال می گردد.
با یک مقایسه بسیار ساده و مقدماتی پیرامون چرخ دنده های سیلندری به این مسئله توجه خواهیم کرد سطح متداولی برای تماس و سوارکردن چرخ دنده های بیول تعریف می شود که به لبه ها به طور نسبی نزدیک تر می باشد. چرخ دنده های سوپر و حلزونی به طور مشخصی دارای بعدها و دنده های ضخیم تر و دندانه های عمیق تر می باشند. (شکل 1 را مشاهده کنید)
اما ضخامت چرخ دنده بر روی جهت طولی دندانه تأثیری ندارد. همان طور که در شکل 2 نشان داده شده است. با فرض اینکه سوارکردن دندانه ها با یک فاصله معین صـورت پذیـرد، برای ساخت چرخ دنده های سیلندری موقعیت قرارگیری چرخ دنده ها باید به شکل صحیح طراحی گردد.
در مورد سطح تماسی چرخ دنده های مذکور یک رابطه مشخص مابین ضخامت دندانه های چرخ دنده در هر دو جهت عمقی وجود دارد که این موضوع در شکل 4 نشـان داده شده است. هم چنیـن در شکل 5 یک ضخامـت مشخـص از چرخ دنده نشان داده شد ه است که در طول دندانه ادامه می یابد.
در صورتیکه ساخت چرخ دنده به روش درستی صورت گرفته باشد سوارکردن چرخ دنده های مختلف بر روی یکدیگر نیز به درستی و بادقت کافی صورت می گیرد و در این حالت فاصله قله و خطای فاصله درنظر گرفته خواهد شد. در صورتیکـه اندازه گیـری بک لَش (backlash) با تلورانـس درنظر گرفتـه شود می توان خطای اندازه گیری ها را درنظر گرفت و در سرهم کردن چرخ ها به کار برد.
نتایج به دست آمده برای خطاهای ناحیه پشتی یک اثر ثانویه بر روی موقعیت تماسی دندانه ها خواهد داشت که بر روی دنده ها تأثیر مستقیم خواهد داشت. با وجوداینکـه این تأثیـر در "محدوده مناسب" تعریف می شـود بازهم سری های چرخ دنده ای که عموماً تغییراتی در حدود 1 اینچ داشته باشند از لحاظ موقعیت قرارگیری و از لحاظ NVH مورد بررسی قرار گرفته و نواقص احتمالی که تحت بارگذاری ایجاد می گردد بررسی می شود. استراتژی موردنظر ما برای مطمئن شدن از نتایج به دست آمده در حل مسائل درنظر گرفتن نتایج حاصل از تماس می باشد که نتیجه خوبی در برخواهد داشت.
برای به دست آوردن مفاهیم موردنظر و دریافتن مکانیسم این که چه اتفاقی به هنگام حرکت چرخ دنده ها در یکدیگر خواهد افتاد به قسمت بالایی شکل 7 نگاه کنید.
می توانید در این شکل سطح مقطع چرخ دنده هایی که دارای سطح نسبی بالاتری در بین چرخ دنده های مختلف هستند مشاهده کنید. حرکت محوری با توجه به مقادیر، نشان دهنده این موضوع است که، مطابق با شکل های 7 و بخش پائینی آن می توان جابه جایی را برای عمق چرخ دنده ها درنظر گرفت و نیروهای مؤثر را نیز در این حالت معادل با تعریف کرد. به ویژه با توجه به حساسیت ناحیه پشتی محوری چرخ دنده و تغییرات آن می توان نتایج بهتری از آزمایشات به دست آورد که نشان دهنده وضعیت تماسی چرخ دنده ها می باشد. مطابق با این رخ داد تبعیت از یک سری قوانین برای نسبت های تقریبی 1: 5/2 ضروری به نظر می رسد:
تماس دندانه ها اثرات مشخصی که مرتبط با تغییر موقعیت محوری این تماس دارد، خواهد داشت. باید مطمئن شویم که موقعیت اولیه محوری به شکل صحیحی برای نحوه تماس دنده ها طراحی و تعیین شده است. ناحیه پشتی به طور مشخصی بیشتر تحت تأثیر تغییرات ناشی از جابه جایـی موقعیت محوری چرخ دنده ها قرار می گیرد. با درنظرگرفتن موقعیـت صحیـح به سادگی می توان به بررسی حرکت چرخ دنده ها در حالات مختلف و با توجه به حرکت ناحیه back lash پرداخت.
جابه جایی های ثابت:
ما می خواهیم به توسعه مطالب با توجه به ارائه عکس های فلزی بپردازیم و ببینیم که در هنگام تماس و جابه جایی چرخ دنده ها عملا چه اتفاقی خواهد افتاد. مثال هایی که ما در اینجا ارائه می کنیم براساس سطح سری حلزونی ارائه شده است و می توان آنهـا را برای سطـوح مستقیـم چرخ دنـده های استـوانـه ای و سـری چرخ دنده های زیرول به کار برد. استاندارد بهینه موجود برای کاهش سرعت ابزارها برای بخش
شامل 24 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود مقاله سوارکردن چرخ دنده های حلزونی
طراحی شده در سالیدورک