کتاب بررسی اصول چرخ دنده ها

کتاب بررسی اصول چرخ دنده ها نوشتهٔ سهیل حاتمی در نشر عطران چاپ شده است. امروزه بیشتر دستگاه‌های موجود در صنعت دارای چرخ‌دنده هستند و با پیشرفت روز‌افزون صنعت، چرخ‌دنده‌ها نقش انکارناپذیری دارند. چرخ‌دنده‌ها برحسب موقعیت مکانی محور‌ها نسبت به یکدیگر در شکل‌های گوناگونی طراحی و ساخته می‌شوند و حرکت چرخشی یک محور را به محور دیگر از طریق اتصال دندانه‌ها منتقل می‌کنند.

درباره کتاب بررسی اصول چرخ دنده ها

در دل هر ابزار مکانیکی تعداد زیادی چرخ دنده وجود دارد. تا به حال فکر کرده اید که چرا این قدر چرخ دنده در آن‌ها استفاده می‌شود. مهم‌ترین دلیل آن این است که همه این ابزارها یک موتور کوچک دارند که با سرعت بالا می‌چرخد. این موتور می‌تواند توان مورد نیاز را تأمین کند، اما گشتاور آن به اندازه کافی زیاد نیست. مثلا در یک پیچ گوشتی برقی باید گشتاور بالا برود تا پیچ گوشتی بتواند پیچ ها را سفت کند، ولی موتور گشتاور کمی تولید می‌کند و در عوض سرعت بالایی دارد. کافیست از چند چرخ دنده استفاده کنیم تا مشکلمان حل شود.

کار دیگری که از چرخ‌دنده برمی‌آید تغییر جهت چرخش است. اگر دو چرخ دنده را که کنار هم قرار دارند با دقت نگاه کنید می‌بینید که همواره یکی از آن‌ها ساعتگرد می‌چرخد و دیگری پادساعتگرد.

چرخ‌دنده‌ها، پر‌مصرف‌ترین وسایل انتقال قدرت و حرکت هستند. مکانیزم چرخ‌دنده‌ها سیستمی است که حداقل از دو چرخ‌دنده تشکیل شده است که به صورت جفت کار می‌کنند. به همین دلیل آن را مکانیزم چرخ‌دنده می‌نامند. از نظر انتقال قدرت، مکانیزم چرخ‌دنده، یک چرخ‌دنده محرک و یک یا چند چرخ‌دنده متحرک دارد. معمولا به کوچک‌ترین چرخ‌دنده مکانیزم، پینیون می‌گویند.

تاریخچه چرخ‌دند‌ه‌ها، حدود سه هزار سال قبل برآورد می‌شود. در تمدن‌های قدیم برای نخستین بار چرخ ‌دنده‌های چوبی ساخته شد. رومیان چرخ‌دنده چوبی را برای به حرکت در آوردن سنگ آسیاب ساختند.

در قرن هجدهم و هم زمان با آغاز انقلاب صنعتی در اروپا، نیاز شدید به چرخ‌دنده فلزی احساس شد، که با استفاده از روش ریخته‌گری چرخ‌دنده چدنی به تولید آن پرداختند. سپس ماشین تراش اختراع شد و به کمک این ماشین‌ها چرخ‌دنده‌های فولادی را تولید کردند.

در قرن نوزدهم، با توسعه کشتی‌های بخار و ماشین‌های ابزار، کاربرد چرخ دنده‌ها نیز توسعه یافت. با آغاز قرن بیستم، خودرو و هواپیما به وجود آمد و دریچه نوینی به روی صنعت چرخ‌دنده سازی گشوده شد و سبب ساخت چرخ‌دنده‌های مناسب با جنس‌های مختلفی شد که امروزه این گونه شاهد این پیشرفت صنعتی چرخ‌دنده‌ها هستیم.

مفاهیم اساسی و ابعاد چرخ‌دنده‌ها

- دایره گام (قطر گام): دایره گام، دایره نظری است که از اهمیت بالایی برخوردار است و تمام محاسبات بر اساس قطر گام انجام می‌پذیرد. دوایر گام یک جفت چرخ دنده درگیر، همیشه مماس بر هم هستند.

کتاب بررسی اصول چرخ دنده ها را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم

این کتاب به کسانی که علاقه‌مند هستند دربارهٔ نقش چرخ‌دنده‌ها و علت استفادهٔ زیاد از آن‌ها در وسایل گوناگون اطلاعات کسب کنند، پیشنهاد می‌شود.

بخشی از کتاب بررسی اصول چرخ دنده ها

نسبت های چرخ دنده ها

هر ترکیب از چرخ دنده های فولادی در سیستم انتقال قدرت به یک چندشاخه منصوب می شود. در هر خوشه یا چند شاخه یک چرخ دنده قطورتر با یک چرخ دنده کم قطرتر درگیر می شود. اختلاف در اندازه این دو دنده یک نسبت دنده را ایجاد می کند. مقدار گشتاور عامل بر محور برونداد به این نسبت بستگی دارد.

در پایین ترین دنده (معمولا اولین دنده خوانده می شود)، یک چرخ دنده کوچکتر، چرخ دنده بزرگتری را می چرخاند. این نسبت سبب می شود که محور برونداد با سرعت کمتری نسبت به محور درونداد اما با گشتاور یا قدرت بیشتری بچرخد. در سومین یا چهارمین دنده، بسته به سیستم انتقال قدرت، میله دنده، دو دنده را که هم اندازه اند را درگیر می کند که هیچ تغییری در گشتاور و یا سرعت محور ایجاد نمی کند. در اوردرایو که ممکن است دنده پنجم خوانده شود، یک چرخ دنده بزرگتر، چرخ دنده کوچکتری را به حرکت در می آورد.

این نسبت، گشتاور را کاهش می دهد اما محور درونداد را قادر می سازد که آرام تر ازمحور برونداد بچرخد. اوردرایو، زمانی که سرعت زمینی وسیله نقلیه به طور مساعد زیاد است و به قدرت کمی برای نگه داشتن آن نیاز دارد، بسیار مفید است.

در دنده عقب، یک ترکیب دنده مخصوص سیستم انتقال قدرت را قادر به چرخاندن محور برونداد در جهت وارونه، می سازد که وسیله نقلیه را به عقب حرکت می دهد. همچنین سیستم های انتقال قدرت یک وضعیت خالص دارند که در آن هیچ گشتاوری به محور برونداد انتقال نمی یابد.

ساختار عمومی چرخ دنده¬ها

ساختار کلی یک چرخ‌دنده ساده در شکل 14 نشان داده شده است. چنان که در شکل دیده می‌شود نوک دندانه‌ها بر روی دایره سر دندانه و ریشه دندانه‌ها بر روی دایره پای دندانه قرار دارند. دایره گام که مهم‌ترین نماد هندسی یک چرخ‌دنده است، یک دایره مجازی است که اگر به جای چرخ‌دنده گذاشته شود بر دایره گام چرخ‌دنده دیگر (درگیر با چرخ‌دنده‌ی اول) مماس می‌گردد.