چرخ دنده های ساده
این چرخ دندهها ساده ترین چرخ دنده هایی هستند که دیده اید. آنها دندانه های مستقیم دارند و محور دو چرخ نیز موازی با یکدیگر قرار گرفته اند. گاهی تعداد زیادی از آنها را در کنار هم قرار میدهند تا سرعت را کاهش و قدرت را افزایش دهند.
در تعداد زیادی از وسایل از این چرخ دندهها استفاده میشود. مثلاً ساعت های کوکی، ساعت های اتوماتیک، ماشین لباسشویی، پنکه و ... . اما در اتومبیل به کار نمی آیند، چون سر و صدای زیادی دارند. هر بار که دندانه یک چرخ به دندانه چرخ روبرو میرسد، صدای کوچکی در اثر برخورد ایجاد میشود. میتوانید مجسم کنید وقتی تعداد زیادی از این چرخ دندهها با هم کار کنند، چه سر و صدایی راه میاندازند؟ تازه این برخوردها در دراز مدت، باعث شکستن دندانهها میشود. برای کاهش سر و صدا و افزایش عمر چرخ دندهها در بیشتر اتومبیلها از چرخ دنده های مارپیچ استفاده میکنند.
چرخدنده های ساده در انتقال حرکت در محورهای موازی بسیار معمول و متداول هستند . این چرخ دنده ها نیروی شعاعی به یاتاقان وارد می کنند و دندانه های آن مستقیم و با محور چرخدنده موازی هستند و می توانند داخلی و یا خارجی باشند . در شکل هر دو نوع چرخدنده ی ساده ی داخلی و خارجی نشان داده شده است . یک نوع چرخدنده ی ساده ی خارجی که دارای شعاع بینهایت است نیز در شکل نشان داده شده است که به آن چرخ دنده ی شانه ای گفته می شود .
(تصاویر در فایل اصلی موجود است)
ساده
داخلی
شانه ای
چرخدنده وسیلهای است برای انتقال گشتاور که به کمک آن میتوان مقدار گشتاور و یا سرعت دورانی را کاهش یا افزایش داد. همچنین به کمک چرخ دندهها میتوان جهت حرکت را تغییر داد.
ساختار
داخلیترین قسمت چرخدنده توپی میباشد که به محور محرک متصل میباشد. در بیرون این قسمت جان چرخدنده] قرار گرفتهاست. بیرونیترین قسمت در جهت شعاعی، محیط چرخدنده Rim میباشد که دندانههای چرخدنده در این قسمت قرار میگیرند. این بخش از چرخدنده منبع اصلی ایجاد صدا میباشد.
مهمترین اصطلاحاتی که در طراحی چرخدنده بکار میروند عبارتاند از:
دایره گام]: دایرهای فرضی که تمامیمحاسبات بر اساس آن انجام میگیرد. دایره گام دو چرخدنده درگیر بر هم مماس میباشند.
گام محیطی: طول کمانی از دایره گام که بین دو نقطه متناظر از دو دندانه مجاور قرار گرفتهاست.
ارتفاع سردنده: فاصله بین بالای دندانه تا دایره گام.
ارتفاع تهدنده]: فاصله بین ته دندانه تا دایره گام.
لقی محیطی]: مقداری که فضای خالی بین دو دندانه یک چرخدنده از ضخامت دندانههای چرخدنده درگیر با آن در امتداد دایره گام بیشتر است.
چرخدندهها بر اساس وضعیت قرارگیری محورهای دو چرخدنده درگیر نسبت به هم به دو گروه اصلی تقسیم میشوند:
چرخدندههای با محورهای موازی
چرخدندههای با محورهای غیرموازی
انواع چرخ دنده
یک نمونه چرخدنده ساده بکار رفته در ماشینآلات کشاورزی.
چرخدنده ساده
سادهترین و پرکاربردترین نوع چرخدندهاست. هر دنده شامل دیسکی است که دندانههای آن بصورت شعاعی قرار گرفتهاند و محور هر دو دنده میبایست موازی هم باشد.
چرخدنده مارپیچ
دندانههای این چرخدنده برخلاف چرخدنده ساده موازی با محور چرخدنده نیستند، بلکه هر دندانه به شکل مقطعی از مارپیچ است. این قابلیت باعث میشود دندانهها به آرامی با هم درگیر شوند، در حالی که دندانههای چرخدنده ساده به یکباره با هم درگیر شده و از هم جدا میشوند. این مسأله باعث میشود که چرخدندهها مارپیچ نسبت به چرخدندههای ساده آرامتر و با صدای کمتر کار کنند.
چرخدنده مخروطی
بکارگیری چرخدنده مخروطی برای بالا کشیدن دریچه سرریز به واسطه پیچ مرکزی.
این نوع چرخ دنده عمدتا جهت انتقال محور دوران از حالت محور عمودی به محور افقی ویا بالعکس استفاده میشود . و در صنایع خودرو سازی از کاربرد فراوانی برخوردار است . دیفرانسیال اتومبیلهاومحور های محرکه همگی از این نوع میباشد.
چرخدنده حلزونی
یک نمونه چرخدنده حلزونی
محل کاربرد این نوع چرخ دندهها که بتواند حرکتهای دورانی را به حرکتهای افقی یا عمودی تبدیل کند . مانند جعبه فرمانهای اتومبیلها.
چرخدنده شانهای
چرخدنده شانهای
ایجاد دندههای مدولار روی یک محور افقی این چرخدنده را بوجود می اورد و جهت انتقات محور حرکت از حالت کشویی به حالت دورانی ویا بالعکس مورد استفاده قرار میگیرد.
چرخدنده ها چگونه کار می کنند؟
چرخدنده ها در بسیاری از وسایل مکانِیکی استفاده می شوند.آنها کارهای متفاوت بسیاری انجام می دهند ولی مهمترین آن کاهش دنده در تجهیزات موتوری است.این نقشی کلیدی است زیرا اغلب یک موتور کوچک چرخان با سرعت زیاد می تواند قدرت کافی برای وسیله را تولید کند ولی گشتاور کافی را نمیتواند.