اساسا چرخدنده ها شکل تکامل يافته چرخ هاي اصطکاکي هستند که براي جلوگيري از لغزش و اطمينان از يکنواختي حرکت نسبي دندانه به آنها اضافه شده است.
کاربردها:
از جمله موارداستفاده از چرخدنده ها انتقال دورونيزقدرت از محوري به محور ديگروهمچنين تغيير حرکت دوراني به خطي و بالعکس از ديگر کاربردها ميباشد.

انواع چرخدنده ها:
چرخدنده ها را به چند صورت ميتوان طبقه بندي کرد.ممکن است بر حسب شکل ظاهري ، نوع کاربرد ويا روش ساخت آنها را طبقه بندي کرد. اما دراکثر مواقع چرخدنده ها بر حسب شکل ظاهري طبقه بندي ميشوند:
چرخدنده هاي ساده-مارپيچ-شانه اي-مخروطي-مخروط مارپيچ-حلزون-چرخ حلزون-جناغي –اختلافي و ....
از مهمترين چرخدنده ها ميباشند.

معايب چرخدنده ها:
1- حرارت ايجاد شده بين دو چرخدنده : به علت رعايت نکردن لقي استاندارد بين دو چرخدنده وعدم روغنکاري مناسب
2- صداهاي ناهنجار: در چرخدنده هاي ساده صدا بيشتر و در چرخدنده هاي مارپيچ و جناغي صدا کمتر است.
3- ترک خوردن و پوسته پوسته شدن : اغلب در چرخدنده هاي آبکاري شده به وجود مي آيد.
4- سائيدگي دندانه ها: دراغلب مواردي که دو چرخدنده با هم درگير ميشوند چرخدنده اي که قطرش کوچکتر است زود تر سائيده ميشود به همين جهت چرخدنده کوچکتر بايد سخت تر انتخاب شود.

محاسن چرخدنده ها:
1- انتقال نيروي بيشتر: در مقايسه با چرخ تسمه و چرخ زنجيرو درايوهاي مشابه ديگر، در صورت استفاده از چرخدنده ميتوان سرعت بيشترو قدرت بيشتري را انتقال داد همچنين هنگام استفاده از چرخدنده اتلاف نيرو کمتر ميباشد و در نهايت دوام و عمر مجموعه بيشتر خواهد بود.
2- انتقال نيرو درجهت هاي مختلف : از چرخدنده ها ميتوان براي انتقال نيرو در محور هاي موازي و متنافر و متقاطع تحت زواياي مختلف استفاده نمود.
3- شکستن نسبتها
4- تبديل حرکت دوراني به خطي و بالعکس

شراط فيزيکي لازم در چرخدنده ها:
براي عملکرد موفقيت آميز چرخنده ها پنج شرط زير بايد اعمال شود:
1- مقطع حقيقي دندانه ها بايد با مقطع تئوري يکي باشد.
2- فاصله دندانه ها بايد يکسان و درست باشد.
3- دايره گام حقيقي بايد بر دايره گام تئوري منطبق و با محور چرخش چرخدنده هم مرکز باشد. همچنين نقطه تماس دو چرخدنده درگير، در دايره گام (قطر متوسط چرخدنده) باشد.
4- سطح پيشاني و دامنه دندانه ها بايد صاف و داراي سختي کافي براي مقاومت در مقابل سايش و جلوگيري از ايجاد صدا در هنگام چرخش باشند.
5- محورهاي مرکزي و ياتاقانها داراي استحکام کافي باشند تا در اثر بارهاي وارده هنگام کار بتوانند فاصله مرکز تا مرکز مطلوب را حفظ کنند.

روش ساخت چرخدنده ها:
روشهاي مختلفي براي ساخت چرخدنده وجود دارد که هرکدام داراي معايب و مزايايي هستند و بايد با توجه به نوع چرخدنده ، جنس ، دقت مورد نياز، امکانات موجود و هزينه ساخت بهترين روش را انتخاب کرد.
تعدادي ازاين روش ها عبارتند:
1- توسط فرزهاي افقي وعمودي(به کمک دستگاه تايلکوف)
2- توسط دستگاههاي هاب ينگ
3- توسط دستگاههاي مخصوص دنده زني
4- توسط دستگاههاي صفحه تراش و کله زني
5- توسط دستگاههاي اسپارک
6- توسط دستگاههاي خانکشي
7- توسط ريخته گري
8- توسط قالبهاي FINE BLANKING

چرخدنده ها اکثرا با دو منحني اينولوت يا سيکلوئيد طراحي و ساخته ميشوند. براي ساخت چرخدنده هاي بزرگ و نيز جاهايي که انتقال قدرت زياد مد نظرباشد از منحني اينولوت استفاده ميشود.
ولي براي ساخت چرخدنده هاي ظريف مانند چرخدنده هاي ساعت از منحني سيکلوئيد استفاده ميشود.

انتخاب جنس:
براي ساخت چرخدنده ها از مواد مختلفي مانند انواع فولادها و آلياژهاي غير آهني و همچنين مواد کامپوزيت ميتوان استفاده کرد. اما در هنگام اتخاب جنس بايد به چند نکته توجه کرد:
1- جنس چرخدنده ها را بايد طوري انتخاب کرد که قادر به تحمل فشار وانتقال نيروي لازم باشد.
2- مواد تشکيل دهنده چرخدنده ها را بايد طوري انتخاب کرد که قابليت ماشينکاري را داشته باشد تا پس از عمل ماشينکاري از نظر کيفيت سطح کيفيت مناسبي داشته باشد.استفاده از مواد فوق سخت مستلزم استفاده از روشهاي غير سنتي ماشينکاري و در نهايت افزايش زمان توليد و افزايش هزينه ها خواهد شد.

معمولابراي ساخت چرخدنده هايي که در ماشينهاي ابزار به کار ميروند از فولادهاي ريختگي با .3 تا .45 درصد کربن وهمچنين فولادهاي آلياژي همراه با نيکل و کرم را براي چرخدنده هايي که بايستي بار زيادي را تحمل کنند و در مقابل سايش مقاوم باشند استفاده ميکنند.در مواردي هم از چدن ها استفاده ميشود.

اگر ميخواهيد اطلاعات بيشتري درباره انواع چرخدنده ها، کاربردها ، محاسن و معايب به دست آوريد ميتوانيد مقاله زير را که به زبان انگليسي و با فرمت PDF تهيه شده را دانلود کنيد.
وبلاگ مهندسي ساخت و توليد
Click here for download