انواع چرخ دنده و کاربردهایشان در صنعت

انواع چرخ دنده و کاربردهایشان در صنعت

به قطعه هایی که بین دو محور برای انتقال یا تغییر جهت نیرو کار می کنند. چرخ دنده می گویند  که در این مقاله به معرفی انواع چرخ دنده می پردازیم:

بر روی محیط خارجی چرخ دنده  ها ، دندانه هایی با فاصله ی برابر وجود دارد.روش کار این دنده ها به این صورت است که دندانه های هر چرخ دنده با دندانه های مجاور خود درگیر می شوند که حرکت این دنده ها باعث انتقال نیرو به یکدیگر می شوند.

انواع چرخ دنده از لحاظ ظاهر :

انواع چرخ دنده از لحاظ موقعیت محور :

  • محور موازی
  • محور متقاطع
  • محور غیر متقاطع

استفاده از انواع چرخ دنده بر طبق نوشته های ارشمیدس از دوره پیش از میلاد مسیح وجود داشته است.

 

انواع چرخ دنده :

شما در هر صنعتی که در آن مشغول به کار هستید نیاز دارید تا اطلاعات دقیق در مورد انواع چرخ دنده ها بدانید. علاوه بر شناخت آن ها دانستن عواملی متعددی که در زیر  در مورد آن صحبت می کنیم حائز اهمیت است.

  • تعداد دندانه ها انواع چرخ دنده
  • زاویه مارپیچ
  • انواع استاندارد ها ( AGMA – DIN – ISO ) در انواع چرخ دنده
  • گشتاور مجاز
  • راندمان انواع چرخ دنده
  • نیاز به ماشین کاری دنده ها

انواع چرخ دنده عبارتند از :

  1. چرخ‌دنده ساده
  2. چرخ‌دنده مارپیچ
  3. چرخ‌دنده مخروطی
  4. چرخ‌دنده حلزونی
  5. چرخ‌دنده شانه‌ای

 

در ادامه به شرح مفصل انواع چرخ دنده های بالا می پردازیم و کاربرد هر کدام از آن ها در صنایع مختلف این روزها توضیح می دهیم:

 

چرخ دنده ساده :

ساده ترین چرخ دنده ی موجود ،در انواع چرخ دنده ها نوع ساده آن است که دارای دندانه های مستقیم و موازی با محور چرخنده که می توانند داخلی یا خارجی باشند.وظیفه ی این چرخ دنده ها وارد کردن نیروی شعاعی به یاتاقان است.

چرخ دنده ساده بیشتر برای انتقال حرکت در محورهای موازی استفاده می شود.گاهی اوقات از تعداد زیادی از چرخ دنده های ساده در کنار هم به منظور کاهش سرعت یا افزایش قدرت استفاده می شود. مثلا :

در آسیاب گلوله ای (Ball Mill)

در دستگاه خرد کن سنگ آهن

هنگامی که دو چرخ‌دنده ساده در کنار هم به کار رود، چرخ دنده کوچکتر که تعداد دندانه کمتری دارد، پینیون نامیده می‌شود و چرخ دنده ی بزرگ تر که دندانه های بیشتری دارد چرخ دنده نامیده می شود. یکی از مشخصه های زیاد این نوع چرخ دنده سر و صدای زیاد آن است.

هربار که دندانه ی یک چرخ به دندانه ی چرخ روبه روی خود می رسد ، به خاطر برخورد دو دندانه یک صدای کوچک ایجاد می شود.واضح هست وقتی تعداد زیادی از این دنده ها در کنار هم کار کنند سرو صدای بسیار زیادی تولید می شود دندانه‌های  چرخ دنده ساده ، پروفایل گستران دارند و در هر لحظه فقط یکی از دندانه‌ها به طور کامل درگیر می‌شود.

از این چرخ دنده در انواع وسایل استفاده می شود . از جمله :

  • ساعت های کوکی
  • ساعت های اتوماتیک
  • ماشین لباس شویی
  • پنکه
  • و…

اما به خاطر سر و صدای زیاد این چرخ دنده از آن در صنعت اتومبیل سازی استفاده نمی شود.دلیل ایجاد سرو صدا در هنگام استفاده از چرخ دنده ساده این است که :

در صنعت اتومبیل سازی برای حل این مشکل از چرخ دنده های مارپیچ استفاده می کنند .

چرخ دنده ی مارپیچی:

همانطور که در بالا گفتیم یکی از دلایلی که اکثر صنعت ها از چرخ دنده ی ساده استفاده نمی شود. سرو صدای بالای آن است که خب این مشکل در چرخ دنده ی مارپیچی حل شده به گونه ای که در این نوع چرخ دنده زمان حرکت اول نوک دندانه ها به هم می رسند و با هم تماس پیدا می کنند و بعد دندانه ها به تدریج با هم جفت می شوند. که همین درگیر شدن تدریجی باعث کاهش صدا و نرم کار کردن چرخ دنده ها می شود.

دندانه های این نوع چرخ دنده به صورت مایل طراحی شده به همین خاطر برای تحمل فشار وجود بلبرینگ الزامی می شود.

چرخ دنده مارپیچی به دو صورت داخلی و خارجی جفت می شوند که البته نوع جفت شدن خارجی آن معمول تر است.

در نوع داخلی چرخ دنده مارپیچ دندانه ها از یک نوع هستند ولی در عوض در نوع خارجی این چرخ دنده سمت دندانه ها یکی راست و یکی چپ گرد است. این دو چرخ دنده علاوه بر آِن ها نیاز به زاویه ی مارپیچ یکسان نیز هست.

اگر بخواهیم در مورد موارد استفاده از چرخ دنده های مارپیچ صحبت کنیم می توانیم از محوار های موازی نام ببریم.

مزیت چرخ دنده مارپیچ نسبت به چرخ دنده ی ساده این است که ، چرخ دنده ی مارپیچ می تواند انتقال نیروی بیشتری داشته باشد و در عین حال صدای کمتری تولید کند.کم بودن میزان صدا در سرعت های متوسط و بالا بیشترین مزیت این نوع چرخ دنده را نشان می دهد.

ظرفیت بالای این نوع چرخ دنده به این دلیل است که بر خلاف چرخ دنده ساده که فقط یک دندانه در هر لحظه درگیر می شد در چرخ دنده ی مارپیچ در هر لحظه بیشتر از یک دنده درگیر است.

در نتیجه به هر دندانه نیروی کمتری وارد می شود . همچنین به خاطر اینکه دندانه ها به صورت مارپیچ هستند دنده ها آرام آرام با هم درگیر می شوند و به تماس خطی می رسند و این اتفاق باعث می شود که نیرو یکنواخت تر انتقال پیدا کند و ارتعاشات و سایش کتری نیز داشته باشد.

در کنار انتقال نیروی یک نواخت ريال قدرت بیشتر چرخ دنده و صدای کم آن باید در نظر بگیرید که این چرخ دنده دارای نقاط ضعفی هم است.

موقع استفاده از این چرخ دنده به دلیل اینکه دندانه ها زاویه دار هستند محل تماس سر می خورد . بنابر این راندمان کار به خاطر نیروی محرک محوری و ایجاد گرما پایین می آید.

در این مرحله وجود چرخ دنده جناغی لازم می شود.علاوه بر یاتاقان که برای کم کردن اثر نیروی محوری از آن استفاده می شود چرخ دنده جناغی نیز یکی از راه های جلوگیری از نیروی محرک است.

همانطور که قبلا توضیح دادیم چرخ دنده های ساده  فقط برای محور های موازی استفاده می شوند اما در کاربرد هایی که چرخ دنده ی ساده نیاز باشد اما محمور موازی نباشد از ایت چرخ دنده ی مارپیچی استفاده می شود.

  • برای کسب اطلاعات بیشتر مقالات مربوط به ساخت قطعه و cnc  و همچنین مقالات مربوط یه فرکاری را مطالعه بفرمایید.

برش گرم و انواع دستگاه های آن در صنعت

برش گرم و انواع دستگاه های آن

در مقاله های قبلی در مورد انواع برش که به سه نوع برش گرم ، برش سرد و برش گازی است صحبت کردیم.و در مورد انواع دستگاه های مرتبط با برش سرم مفصل صحبت کردیم .

این مقاله مختص به برش گرم ، انواع دستگاه های مرتبط با این برش و مزایا و معایب آن نسبت به برش سرد می پردازیم.

برش گرم :

اگر بخواهیم تعریف دقیقی از برش گرم داشته باشیم می توانیم بگوییم:

برش گرم برشی است که در آن دما انقدر بالا می رود تا به نقطه ذوب فلز برسد ، این دما بالا باعث جداسازی فلز می شود و از این طریق فلز برش داده می شود.

انواع برش گرم عبارت اند از :

  • دستگاه پلاسما (هوا برش )
  • تیغ اره های دیسکی آتشی (اصطکاکی )
  • برش لیزر

مزایا برش گرم عبارت اند از:

  1. کاهش زمان برشکاری به خاطر سرعت بالا
  2. عدم ایجاد تراشه هنگام برش گرم
  3. قابلیت همگام سازی با کامپیوتر
  4.  امکان حکاکی
  5. عدم نیاز به مهارت اپراتور (نسبت به هوا برش )

 

معایب برش گرم عبارت اند از :

  1. تغییر ساختار ملکولی فولاد هنگام برش گرم
  2. تغییر ظاهری کناره های محل برش به خاطر دمای بالا
  3. تغییر ساختار ملکولی فلز در محل برش و اطراف آن
  4. سطح برشکاری نامناسب
  5. ضایعات فلز
  6. دقت و عملکرد نامناسب در برش های ضخیم
  7. برش مقاطع با ضخامت کم
  8. ایجاد مواد شیمیایی و سمی هنگام برش گرم

پلاسما (هوا برش):

تا قبل از سال ۱۹۵۰ از روش فلز به فلز برای برش استفاده می شد.تا اینکه در سال ۱۹۶۰ برای اولین بار برش پلاسما انجام شد و از سال ۱۹۸۰ به بعد به عنوان یک روش برش برای ورق و صفحات فلزی شناخته شد.

پلاسما در واقع یکی از حالت های ماده است که از اتم هایی تشکیل شده که یک تعداد یا تمام الکترون های خود را از دست داده است که اصطلاحا به آن یونیزه شده می گویند.

می دانیم که وقتی به مولکول ها حرارت داده می شود مولکول ها لرزش پیدا می کنند و سرعت حرکتشون بیشتر می شود. همین حقیقت در مورد ماده جامد نیز صدق می کند.

یعنی یک جسم جامد در برابر حرارت قرار میگیرد شدت لرزش مولکول ها به شدت بالا می رود و این پروسه تا زمانی ادامه دارد که آن جسم از جامد به مایع تبدیل می شود و باعث حرکت و برخورد مولکول ها می شود.اگر روند حرارت دادن ادامه پیدا کند حرکت و لرزش مولکول ها انقدر زیاد می شود که مایع تبدیل به گاز می شود. و وقتی حرارت دادن باز هم ادامه پیدا کند با لرزش و برخورد مولکول ها گاز را تبدیل به پلاسما می کند.

در روش برش پلاسما یک گاز به نام ( inert gas ) وجود دارد که به سمت قوس الکتریکی سوق داده می شود که باعث می شود در طرف محل نقطه جوش یک حصار به وجود بیاید.در روش پلاسما برش بسیار دقیق و تمیز انجام می شود که باعث می شود در اتصلات بسیار محکم عمل می کنند.

برش پلاسما تقریبا روی هر نوع فلز انجام می شود.از جمله :

  • هر نوع فلز رسانا
  • فولاد نرم
  • آلومینیوم
  • فولاد ضدزنگ (استاینلس استیل )

در نظر داشته باشید که حداکثر عمق برش قطعه یک اینچ می باشد.

در برش پلاسما  که یک نوع برش گرم است به خاطر برخورد کردن یون با قطعه گرمای بسیار بسیار زیادی تولید می شود که موجب ذوب شدن محل برخورد یون ها می شود. و به دلیل سرعت زیاد حرکت یون ها قسمت برخورد به صورت خودکار از سطح جدا می شود.

نحوه کارکرد دستگاه برش پلاسما به ۲ صورت است :

  • ایجاد قوس از طریق قرارگیری مشعل روی قطعه کار
  • تماس با قطعه و استفاده از ولتاژ بالا برای ایجاد قوس

البته روش دوم معایبی دارد که باعث شده کاربرد زیادی در صنعت نداشته باشدو این معایب عبارت اند از:

 

دستگاه های پلاسما CNC یکی دیگر از انواع دستگاه های برش پلاسما است که دارای قابلیت برنامه ریزی برش با بهره گیری از سیستم های کامپیوتری است که دقت بیشتری نسبت به بقیه ی انواع دستگاه ها دارد.

نوع دیگر از برش گرم:

تیغ اره های دیسکی آتشی:

روش برش گرم از طریق دستگاه های اره دیسکی آتشی به این صورت است که بر روی موتورهای قدرتمند با ولتاژ بالا یک تیغ اره نصب می شود.سپس دستگاه شروع به چرخیدن سریع تیغ اره های دیسکی با سرعت ۴۵۰۰۰ هزار دور در دقیقه می کند و برش انجام می شود.

دستگاه اره دیسکی آتشی به خاطر حرارت بالایی که موقع عملیات برش به وجود می آورد زیر مجموعه برش گرم فلز به فلز قرار می گیرد.

مزیت های این دستگاه از جمله :

  • سرعت بالا
  • تغییر کمتر ملوکولی نسبت به دستگاه پلاسما

دلایل منسوخ شدن استفاده است از این دستگاه برای برش گرم:

  • ایجاد خطر برای اپراتور
  • خطر برای افراد دیگر به خاطر شکستن تیغ اره هنگام برشکاری (جنس تیغ اره های دیسکی آتشی فولاد تندبر HSS است.)
  • وجود دستگاه های پیشرفته و کارآمد تر

یکی دیگر از انواع برش ها در برش گرم ، برش لیزر است.

برش لیزر:

در این نوع برش از برش های گرم از اشعه ی لیزر به منظور سوزاندن قطعات ، ذوب کردن و تصعید آن ها استفاده می شود.

صنایعی که از این نوع برش استفاده می کنند عبارت اند از:

  • صنایع نظامی
  • صنایع پزشکی
  • صنایع هوایی
  • صنایع آزمایشگاهی
  • صنایع پژوهی

دستگاه برش لیزر نسبت به جنس قطعه مورد نظر برای انجام عملیات برش به دو دسته تقسیم می شوند:

  • دستگاه برش لیزر فلزات
  • دستگاه برش لیزر غیر فلزات

انواع لیزر عبارت اند از :

  • گازی
  • شیمیایی
  • جامد
  • فیبری

از بین لیزر های نام برده در بالا لیزر جامد و لیزر گازی در صنعت برش گرم استفاده می شوند.

در صنعت برش و حکاکی فلز از لیزر جامد استفاده می شود.

نحوه ی برش به وسیله برش لیزر:

در ساده ترین نوع برش لیزر در آیینه موازی وجود دارد که به وسیله تابش و بازتابش بین این آیینه ها یک محیط فعال ایجاد می شود که باعث عمل لیزر می شود.

در برش لیزر از فشار گاز برای خالی کردن مسیر برش از ضایعات اضافی استفاده می شود.

در کل عمل برش با لیزر توسط خروجی قوی از لیزر که روی مسیر از قبل تعیین شده برای برش می تابد انجام می شود.

مزیت های دستکاه برش لیزر عبارتند از :

  • سرعت بالا
  • خروجی یکسان

 

در این مقاله در مورد انواع دستگاه هایی که این روزها در صنعت برای برش گرم استفاده می شود صحبت کردیم و به تفصیل در مورد روش کارکرد هر کدام از آن ها ، مزیت و معایب هرکدام و دلایل منسوخ شدن استفاده از بعضی از آن ها صحبت کردیم.

  • پیشنهاد می کنیم مقاله های مربوط ساخت قطعه و CNC و همچنین مقاله مربوطه به فرزکاری را مطالعه کنید.

سفارش ساخت قطعات تراشکاری چگونه انجام می شود؟

سفارش ساخت قطعات تراشکاری

در این مقاله به شما یاد می دهیم تا عملیات ماشین کاری به چه صورت انجام می شود و سفارش ساخت قطعات تراشکاری را به درستی انجام دهید

عملیات ماشین کاری برای سفارش ساخت قطعات تراشکاری چیست؟

در واقع ماشین کاری به کلیه ی عملیاتی گفته می شود که برروی قطعات صنعتی صورت می گیرد از جمله براده برداری یا تراشکاری. در واقع این عملات بسیار اهمیت دارد به شکلی که اگر این مورد در شرکتی به درستی انجام نشود ان شرکت نمی تواند سفارش ساخت قطعات تراشکاری را به درستی انجام دهد.

در انجام ماشینکاری از ابزار تیغه مانند و برنده استفاده می شود کار این ابزار  جدا کردن قسمت های اضافه از قطعات صنعتی می باشد تا به کمک چنین ابزاری بتوان فرم نهایی که مدنظرمان می باشد را به قطعات بدهیم. اصولا در ابتدای ماشین کاری  قطعاتی که برروی آن ها هملیات کار صورت می گیرد به شکل استوانه ای یا مکعبی شکل بوده که یک چنین شکلی می تواند کار برش و برادا برداری را بسیار راحت و آسان سازد. بر روی چنین قطعاتی می توان با انجام فرایندهای فیزیکی لشکال مختلفی ایجاد کرد از جمله سوراخ کردن، شیار زنی، پاکت، رزوه و سطوح فرم دارد. لفظ ماشین کاری بیشتر برای قطعات فلزی به کار می رود در حالی که به این شکل نمی باشد بجز قطعات فلزی و اعمالی که برروی قطعات پلاستیکی، کامپوزیت ها و چوب انجام  می شود را عملیات ماشینکاری می گویند. برای سفارش ساخت قطعات تراشکاری باید دقیقا بدانید که چه کاری می خواهید انجام دههید و این کار به کمک کدام نوع از مواد ساخته شود بهترین نتیجه را به شما می دهد.

اصولا برای ساخت قطعات و سفارش ساخت قطعات تراشکاری از فرایند های ماشینکاری استفاده نمی شود زیرا مقرون به صرفه نمی باشد. در انجام چنین فرایندی در هنگام براده برداری قسمتی از قطعه اولیه برش داده می شود که این قسمت عملا دیگر بدرد نمی خورد و دور ریختنی می شود. ین عیبی می باشد که به این روش گرفته می شود و همین موضوع باعت می شود برای تولید قطعات با تعداد زیاد از روش ماشینکاری استفاده نشود. دومین موردی که عیب دیگر استفاده از این روش محصوب می شود زمان بسیار زیادی می باشد که برای انجام چنین فرایندی صرف می شود. در واقع زمان بسیار زیادی صرف ماشینکاری و براده برداری در تعداد بسیار بالا می باشد که این موضوع اصلا برای افراد صاحب کسب و کار و سفارش دهنده ها به صرفه نمی باشد. زیرا هرچه زمان بیشتری برای تولید قطعات  صرف شود هزینه تولید نیز بالاتر می رود. به خاطر همین دلایل در سفارش ساخت قطعات تراشکاری به تعداد و روشی که برای تولید قطعات استفاده می شود حتما دقت کنید.

نکته مهم: زمانی می توانید از فرایند ماشینکاری در تیراژ بالا استفاده کنید که از این روش به عنوان فرایند تکمیل و حتی نهایی استفاده شود یعنی زمانی ما می توانیم از این روش استفاده کنیم که حجم براده برای بر روی قطعات به حداقل میزان خود برسد. در چنین حالیت زمان براده برداری از روس سطح قطعات کاهش یافته و هزینه نهایی نیز کاهش می بابد. برای سفارش ساخت قطعات تراشکاری حتما به این نکته توجه کنید تا میزان هزینه نهایی که پرداخت می کنید بسیار کاهش یابد.

به طور کلی عملیات ماشین کاری را می توان به سه دسته تقسیم کرد.

  1. ماشین کاری مکانیکی: عملیاتی که در روش مکانیکی مورد استفاده قرار می گیرد عبارت اند از تراشکاری، فرزکاری، برش و اره کاری، سوراخ کردن، سنگ زنی، برش واتر جت و …
  2. ماشین کاری شیمیایی و الکتروشیمیایی
  3. ماشین کاری حرارتی: برش حرارتی، ماشینکاری به واسطه تخلیه الکتریکی (EDM)

از جمله معروفترین روش های ماشینکاری در سفارش ساخت قطعات تراشکاری روش تراشکاری قطعات است که در این روش از نوک لبه ابزارها برای عمل براده برداری استفاده می شود.

برای کسب اطلاعا بیشتر مقالات مربوط به ساخت قطعه، فرز کاری و دستگاه های سی ان سی را مطالعه کنید.