پاورپوینت چرخ دنده

چرخ دنده خستگیهای چرخ دنده سایش خستگی سطحی تغییر شکل پلاستیک شکست دندانه

مقدمه

طراحان چرخدنده همیشه از این موضوع تعجب می كنند كه چرا بعضی از چرخدنده ها بهتر و بیشتر ازآنچه در فرمول های طراحی انتظار می رفت كار می كنند در حالیكه تعدادی دیگر حتی وقتی در داخلمحدوده طراحی، بارگذاری شده اند ناگهان دچار شكست می شوند.

به همین دلیل لازم است كه عوامل خستگی چرخدنده به دقت بررسی شود.

انجمن چرخدنده سازان آمریكا (AGMA) خستگیهای چرخدنده را به 5 دسته كلی زیر تقسیم مینماید:

1ـ سایش (wear)

2ـ خستگی سطحی

3 ـ تغییر شكل پلاستیك (plastic flow)

4ـ شكست دندانه

5ـ شكست های خستگی كه 2 یا چند عامل فوق را با هم دارند

هر یك از این دسته ها خود به چند نوع و شكل مختلف تقسیم می شود كه در نهایت یك مهندس كه درزمینه چرخدنده كار می كند با 18 شكل مختلف از خستگی چرخدنده مواجه می شود. به همین دلیلدر مواجه با یك چرخدنده آسیب دیده باید تلفیقی از علم و هنر آنالیز صحیح را بكار برد. اگر آنالیزخستگی بطور صحیحی انجام نشود ممكن است علت خستگی چیزی غیر از علت اصلی تشخیص داده شودكه در این صورت طراحرا به سمت ساخت یك مجموعه چرخدنده ای بزرگتر از آنچه كه نیاز است هدایتمی كند در حالیكه طراحی جدید نیز ممكن است دارای همان عیب قبلی باشد زیرا عامل اصلی تخریب هنوزتصحیح نشده است.

به عنوان مثال یك چرخدنده كه در سرعت بالا كار می كند ممكن است برای ماههادارای ارتعاش قابل قبولی باشد اما ناگهان علائم ارتعاش با دامنه بالا پدیدار می شود.

تحقیقات دقیق روشنمی كند در مدتی كه چرخدنده كار می كرده دندانه ها دچار سایش شده اند و در نتیجه فاصله بین دندانه هاافزایش یافته كه همین عامل باعث افزایش دامنه ارتعاش چرخدنده شده است.

پس مشكل اصلی سایشدندانه ها است نه ارتعاش و ارتعاش باید به عنوان یك عامل ثانویه در نظر گرفته شود.

نكته مهم دیگریكه باید در نظر گرفته شود این است كه گاهی طراحی چرخدنده صحیح است ولی چرخدنده بر اثر رفتارسایر قطعاتی كه در مجموعه چرخدنده ای شركت دارند یاسایر عوامل (محیط، خطای نصب و استقرار و…) دچار خستگی ناخواسته می شود. به عنوان مثال فرض كنید محور یك توربین توسط یك اتصالكوپلینگ به محور پینیون وصل شده است، در صورتیكه این اتصال در انتقال نیرو دارای خطای زیادی باشدیعنی نیرو را طوری انتقال دهد كه نیروهای شعاعی و محوری بیشتر از آنچه در طراحی در نظر گرفتهشده به پینیون وارد شود در آنصورت پینیون و یاتاقان محور آن به سرعت دچار سایش یا حتی شكست میشوند.

بنابراین راه حل طراحی مجدد پینیون یا تعویض یاتاقان محور آن نیست بلكه باید در وضعیت اتصال(coupling) تجدید نظر كرد.

با این مقدمه به سراغ انواع خستگی هایی كه در یك چرخدنده رخ می

دهد می رویم.