چرخ‌دنده

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
دو چرخ‌دنده درگیر

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.

اوّلین کارهای شناخته شده بر روی چرخ‌دنده‌ها به سال ۵۰ پس از میلاد برمی‌گردد که متعلق به هرون اسکندری است[۱]، اما می‌توان آن را تا قرن ۳ پیش از میلاد در مدرسهٔ اسکندریه پی گرفت که دانش مکانیک به طور عمده توسط ارشمیدس گسترش (۲۸۷−۲۱۲ پیش از میلاد) یافت.[۲]

ساختار[ویرایش]

داخلی‌ترین قسمت چرخ‌دنده توپی می‌باشد که به محور محرک متصل می‌باشد. در بیرون این قسمت جان چرخ‌دنده[۳] 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[۴]: دایره‌ای فرضی که تمامی‌محاسبات بر اساس آن انجام می‌گیرد. دایره گام دو چرخ‌دنده درگیر بر هم مماس می‌باشند.

گام محیطی[۵]: طول کمانی از دایره گام که بین دو نقطه متناظر از دو دندانه مجاور قرار گرفته‌است.

ارتفاع سردنده[۶]: فاصله بین بالای دندانه تا دایره گام.

ارتفاع ته‌دنده[۷]: فاصله بین ته دندانه تا دایره گام.

لقی محیطی[۸]: 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 چرخ‌دنده[ویرایش]

یک نمونه چرخ‌دندهٔ ساده بکار رفته در ماشین‌آلات کشاورزی.

چرخ‌دندهٔ ساده[ویرایش]

ساده‌ترین و پرکاربردترین نوع چرخ‌دنده‌است. هر چرخ دنده شامل دیسکی است که دندانه‌های آن بصورت شعاعی قرار گرفته‌اند و محور هر دو دنده می‌بایست موازی هم باشد.

چرخ‌دندهٔ مارپیچ[ویرایش]

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. محور این چرخ‌دنده‌ها می‌تواند بصورت موازی و یا متقاطع قرار گیرد. در مقایسه با چرخ‌دنده‌های ساده، چرخ‌دنده‌های مارپیچ بیشتر دارای کاربرد در سرعت‌های بالا و توان‌های بالا است. همچنین به دلیل آنکه این چرخ‌دنده‌ها با سر و صدا و ارتعاشات کمتری کار می‌کنند، در مواردی که کنترل سر و صدای بالا حائز اهمیت است از این گونه چرخ‌دنده استفاده می‌گردد.

چرخ‌دندهٔ مخروطی:[ویرایش]

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 اتومبیلها و محورهای محرکه همگی از این نوع می‌باشد.

چرخ‌دندهٔ حلزونی[ویرایش]

یک نمونه چرخ‌دنده حلزونی

چرخ دنده های حلزونی ،یکی از انواع جرخ دنده ها با قابلیت های منحصر به فرد می باشد که انتقال قدرت را از دو محور که با هم زاویه ی 90 درجه دارند را میسر می سازد. از ویژگی های این نوع چرخ دنده ها می توان به یکسو بودن انتقال(از پیچ به چرخ)اشاره کردکه از جمله موارد استفاده ی این چرخدنده ها در مکانیزم های بالا بر وخود قفل شونده(مانند جرثقیل ها) می باشد.دیگر ویژگی این چرخ دنده ها کاهش چشمگیر نسبت دور می باشد که نسبت کاهش 300:1وحتی بالاتر را میسر می سازد.

چرخ‌دندهٔ شانه‌ای[ویرایش]

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.

نگارخانه[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ چرخ‌دنده موجود است.
  1. Norton 2004, p. 462
  2. M.J.T. Lewis: "Gearing in the Ancient World", Endeavour, Vol. 17, No. 3 (1993), pp. 110–115 (110)
  3. Web
  4. Pitch Circle
  5. Circular Pitch
  6. Addendum
  7. Dedendum
  8. Backlash

منابع[ویرایش]