درایوهای دنده: اصول، طبقه بندی ها و کاربردهای صنعتی

1. مقدمه

2. اصول عملیاتی

مزایای اصلی

• نسبت انتقال دقیق و پایدار ، تقریبا بدون لغزش.

• راندمان مکانیکی بالا ، معمولاً 95٪ - 99.5٪.

• محدوده قدرت و سرعت گسترده ، از میلی وات تا مگاوات.

• ساختار فشرده مناسب برای فضاهای نصب محدود.

• عمر طولانی و قابلیت اطمینان بالا برای عملکرد مداوم.

3. طبقه بندی دنده های رایج

1. Spur Gears

• دندان ها با محور شفت موازی هستند. ساخت آسان و مقرون به صرفه

• برای درایوهای شفت موازی استفاده می شود.

• مناسب برای کاربردهای با سرعت متوسط-کم و بار سبک-متوسط.

2. چرخ دنده های حلزونی

• دندان ها با زاویه مارپیچ بریده می شوند و خطوط تماس طولانی تر و نسبت تماس بالاتری را ایجاد می کنند.

• دارای عملکرد روان، نویز کم و ظرفیت بار بالا.

• به طور گسترده در گیربکس ها، اتومبیل ها و ماشین آلات دقیق استفاده می شود.

3. چرخ دنده های مخروطی

• طراحی شده برای متقاطع درایوهای محور ، معمولاً در 90 درجه.

• چرخ دنده های مخروطی مستقیم: ساختار ساده، کاربردهای کم سرعت.

• چرخ دنده های مخروطی مارپیچ و هیپووئید: محرکه های سنگین و صاف برای محورهای خودرو و ماشین آلات ساختمانی.

4. چرخ دنده های کرم

• برای شفت های عمود بر غیر متقاطع استفاده می شود.

• را ارائه می دهد . نسبت کاهش بالا و عملکرد بی صدا برخی از آنها خود قفل هستند.

• در آسانسورها، بالابرها و مکانیسم های نمایه سازی کاربرد دارد.

5. چرخ دنده های سیاره ای

• فشرده، چگالی گشتاور بالا و خروجی کواکسیال.

• چندین دندان بارها را به اشتراک می گذارند و عملکرد سنگین را ممکن می سازد.

• مورد استفاده در رباتیک، وسایل نقلیه انرژی جدید و کاهش دهنده های سروو.

4. پارامترهای طراحی دنده کلیدی

• ماژول (m) - شاخص اصلی اندازه دندان و ظرفیت بار.

• تعداد دندان ها (z) - نسبت انتقال را تعیین می کند:

  i=z1z2

• زاویه فشار (α) - مقدار استاندارد معمولاً 20 درجه است.

• زاویه مارپیچ (β) - بر صافی و بارگذاری محوری تأثیر می گذارد.

• نسبت انتقال (i) - سرعت و تبدیل گشتاور را تعریف می کند.

• فاصله مرکزی (a) - بر روی مونتاژ و استحکام تأثیر می گذارد.

• عرض صورت (ب) - به طور مستقیم بر ظرفیت بار تأثیر می گذارد.

5. نمرات دقت چرخ دنده

• 0-2 : فوق العاده دقیق، برای اندازه گیری و ابزارهای پیشرفته.

• 3-5 : ماشین آلات دقیق با سرعت بالا.

• 6-8 : گیربکس های صنعتی عمومی، گیربکس های خودرو.

• 9-12 : ماشین آلات کم سرعت، سنگین، کشاورزی و معدن.

• خطای آهنگ تجمعی

• انحراف نمایه

• انحراف سرب

• خروج شعاعی

6. مواد و عملیات حرارتی

مواد معمولی

• فولادهای کربنی : فولاد 45# برای چرخ دنده های همه منظوره.

• فولادهای آلیاژی : 40Cr، 42CrMo برای بارهای متوسط ​​تا سنگین.

• فولادهای سخت شونده : 20CrMnTi، 20CrMo برای چرخ دنده های با کارایی بالا.

• چدن : چدن خاکستری، چدن داکتیل برای کاربردهای کم سرعت و کم هزینه.

• پلاستیک : نایلون، POM برای دستگاه های کم بار و کم صدا.

فرآیندهای عملیات حرارتی

• خاموش کردن و تمپر کردن - چقرمگی کلی را بهبود می بخشد.

• سخت شدن سطح - سطح سخت، هسته سخت.

• کربورسازی و کوئنچ - سختی سطح بالا برای بارهای سنگین.

• نیتریدینگ - حداقل اعوجاج، مقاومت در برابر سایش شدید.

7. فرآیندهای تولید

• هابینگ - رایج ترین برای چرخ دنده های استوانه ای است.

• شکل دهی - مناسب برای چرخ دنده های داخلی و چند مرحله ای.

• تراشیدن - فرآیند صاف کردن برای بهبود دقت.

• سنگ زنی - پرداخت با دقت بالا برای چرخ دنده های سخت شده.

• آهنگری و اکستروژن - تولید با حجم بالا و مقاومت بالا.

8. حالت های روانکاری و شکست

شکست های رایج

• سایش ساینده - ناشی از روانکاری ضعیف یا آلودگی است.

• حفره - شکست خستگی ناشی از استرس تماس چرخه ای.

• شکستگی دندان - اضافه بار، ضربه یا نقص مواد.

• تغییر شکل پلاستیک - تحت شرایط با سرعت کم و بار سنگین.

• امتیاز دهی - سایش چسب در دمای بالا در درایوهای با سرعت بالا.

توابع روغن کاری

• اصطکاک و سایش را کاهش دهید

• گرما را خنک کنید و از بین ببرید

• در برابر خوردگی محافظت کنید

• کاهش نویز و افزایش عمر

9. کاربردهای صنعتی

• خودرو : گیربکس، دیفرانسیل، سیستم های زمان بندی.

• ماشین آلات ساختمانی : بیل مکانیکی، جرثقیل، غلتک.

• تجهیزات پیشرفته : ماشین ابزار، گیربکس باد، روبات ها.

• ماشین آلات عمومی : کاهنده، پمپ، فن، نوار نقاله.

• حمل و نقل ریلی : قطارهای سریع السیر و مترو.

• کشاورزی و صنایع سبک : ماشین های برداشت، نساجی و بسته بندی.

• هوافضا : موتورهای هواپیما و انتقال هلیکوپتر.

10. نتیجه گیری