بخشی از مقاله
چکیده
مراحل ساخت یک جفت چرخ دنده هیپوئیدی از قطعه خام تا جفت چرخدنده آماده به مجموعه کاملی از تمام علوم مهندسی احتیاج داشته باشد در این بخش از پژوهش سعی شده گوشه کوتاهی از این مراحل پیچیده و دقیق آورده شود برای طراحی یک چرخدنده هیپوئیدی باید به جنس آن توجه داشت و همچنین به روش و دستگاه مورد نظر مثال - گلیسون - و استاندارد آن توجه نمود و همچنین انتخاب روانکاری که یکی از مهمترین بخش از طراحی و ساخت چرخدنده می باشد، باید توجه و آگاهی خاصی داشت .
مصرف بسیار معمول این نوع از چرخدنده ها در اکسل خودرو های با دیفرانسیل عقب است.در این اکسل ها به دلیل استفاده از این نوع کرانویل و پینیون می توان توان بیشتری را منتقل نمود و همچنین به دلیل اختلاف موجود در محور کرانویل و پینیون می توان اکسل را کمی بالا تر نصب نمود تا از برخورد های احتمالی آن با موانع جلوگیری نمود.
اهمیت و ضرورت تحقیق این است که با در نظر گرفتن تغییر ابعادی هندسی در کرانویل و پینیون می توان به افزایش سطح تماس بیشتری دست یافت در نتیجه به علت افزایش طول ریشه و ضخامت چرخدنده نفوذ کربونیزه عمیق تر می شود لذا انتظار افزایش در استحکام که منجر به افزایش طول عمر شود را می توان داشت و همچنین با افزایش نسبت چرخدنده ها در کرانویل و پینیون می توان قدرت بیشتر دیفرانسیل خودرو منجرب شود ،دست یافت ودر نتیجه افزایش رضایت مالکین خودرو را در سطح کلان پیش بینی نمود .
هدف از این پروژه دستیابی به :
- 1حداقل نمودن صدای زوزه دیفرانسیل
- 2طول عمر بیشتر در چرخدنده ها
- 3رضایتمندی بیشتر مالکان خودرو .
فرضیه های تحقیق :
- 1 می توان بدون در نظر گرفتن تغییرات در چرخدنده ها تنها با تغییرات ابعادی هندسی به استحکام بیشتری برسیم.
- 2 با فرضتغییردرابعاد هندسی قدرت افزایش پیدا می کند.
- 3 تغییردرابعاد هندسی کرانویل و پینیون باعث قفل شدن نمی شود.
مقدمه
زمینه های تحقیقاتی کاربردی در زمینه ساخت و تولید هر قطعه ای متوجه افزایش معیارهای کارایی و کاهش هزینه هاو زمان ساخت و تولید می باشد . از اینرو زمینه های تحقیقات کاربردی در مورد چرخدنده های هیپوئیدی نیز از این قاعده مستثنی نبوده و اغلب معطوف به افزایش مشخصه های کارایی از جمله کاهش صدا و ارتعاشات افزایش میزان تحمل بار ، افزایش بازدهی ، سادگی و کوتاه کردن زمان تولید ، کاهش ابعاد و اندازه ، کاهش نیروی نوسانی که موجب خستگی می شوند و کاهش حساسیت به خطاهای نصب و یا تغییر شکل های تکیه گاهی می باشد - .ژوزف ادوارد سیگلی - که در هر مورد از این زمینه ها که ماهیت کیفی دارند معیارهای کمی به منظور مقایسه طرح ها و روشهای مختلف تدوین شده و به کار روند.
مطالعات انجام شده بر روی چرخدنده هیپوئیدی به عنوان مثال در مورد عمر این چرخدنده ها الگوی تماس - - Contact pattern ، مقاومت به خوردگی حفره ای - pitting - ، مقاومت به خوردگی سایش - - scoring ، سرعت لغزش در طول درگیری و نحوه روغنکاری بررسی می شود. - ارنست بل دگارمو - و یا در مورد حساسیت به خطاهای نصب میزان تغییر هر یک از مشخصه های کارایی به ازای ایجاد هر یک از انواع خطاها در نصب بررسی می شود . به منظور بررسی هر یک از مشخصه های کارایی نیاز به روشهای تئوری به منظور بررسی کمی این مشخصه ها و میزان تغییرات آنها نسبت به تغییر طرح و همچنین روشهای آزمایشگاهی به منظور تایید این روشها ی تئوری می باشد.
از این رو همواره سعی بر این بوده است تا روشهای تئوری که اغلب ساده تر و کم هزینه تر شده به منظور افزایش کارایی این چرخدنده به کار رفته و طرح نهایی حتی الامکان با توجه به شرایط کاری بهترین مشخصه های کارایی را داشته باشد . مقاومتی و متالوژیکی و دومی بیشتر برگیرنده کلیه خواص درگیری زوج چرخدنده در گیر است البته فرایندهایی مانند عملیات حرارتی را نیز می توان به عنوان تغییر دهنده خواص سایش جنس دنده به صورت موضعی تغییرکرد ، به طور خلاصه می توان گفت که اگر مسائل مربوط به جنس و عملیات حرارتی در نظر گرفته شود
عامل موثر در اغلب مشخصه های کارایی بر شمرده می شود هندسه چرخدنده می باشد. بنابراین هندسه سطح دنده عامل اصلی توجیه کننده مشخصه های کارایی از جمله صدا ، ارتعاش و حساسیت به خطای نصب است از اینرو هندسه سطح دنده و ارتباط آن با هر یک از این مشخصه ها با هدف محاسبه کمی مشخصه های کارایی بررسی می شود. با این مقدمات می توان گفت روند محاسبه کمی مشخصه های کارایی ، در غالب سه مرحله یکی محاسبه سطح دنده مانند یک رویه سه بعدی هندسی بر حسب تنظیمات دستگاه و ابزار ساخت این چرخدنده ها ، شبیه سازی در گیری دو چرخدنده - کرانویل و پینیون - و محاسبه هر یک از مشخصه های توجیه کننده کارایی و دیگری بررسی میزان حساسیت این مشخصه ها به تغییر پارامتر های نصب خلاصه شود.
در مورد شبیه سازی حرکت هندسی قطعه کار و ابزار که به طور خلاصه فرایند تولید سطح - Generation - گفته می شودوهمچنین بررسی الگوی تماس - - Tooth contact analysis - tca - - که شامل نحوه درگیری سطوح چرخدنده و اثر گذاری آنها بر یکدیگر شامل نقاط تماس ، بیضی های تماس آنی ، زاویه تمایل این بیضی ها و سرعت زاویه ای های نسبی دنده و ...می باشد - محققین بسیاری فعالیت کرده و اقدام به انتشار مقالات خود نموده اند که در این مورد می توان از پیشگامان آنها از جمله بکستر - - M.l.baxter61-MD-20,1961 ،ویلدهابر - E.WILdhaber - ،و غیره می باشد لازم به ذکر است که در این بررسی تنها تأثیر دو متغیر از چهار متغیر نصب و آن هم در تغییر مرکز الگوی تماس و شتاب زاویه ای نسبی بررسی شده که از هر دو واقع همان حرکت افقی و عمودی پینیون بود.
همچنین این دو محقق با تغییرشعاع ابزار تولید به منظور کاهش حساسیت به خطا میزان تأثیر آن را بررسی کردند و نشان دادند که با کاهش شعاع ابزار، میزان حساسیت به حرکت افقی و عمودی پینیون کاهش چشمگیری پیدا می کند به این صورت که با کاهش این متغیر مقادیر بزرگتری از تغییرات محور پینیون - در راستای افقی و عمودی - لازم است - نسبت به موارد استفاده از شعاع بزرگتر - تا الگوی تماس روی سطح جابجا شود و این نشان از کاهش حساسیت جابجایی محل الگوی تماس به این خطاهای نصب بود. آنها به این نکته نیز توجه داشتند که در موارد کاربرد صنعتی به طور معمول رعایت این بازه برای محفظه دیفرانسیل مشکل و گاهی در مقیاس تولید انبوه غیر ممکن است .
از این رو بسیار مناسب به نظرمی رسید تا با تغییرات مسئله که تلرانسهای محفظه دیفرانسیل به صورت یک طرفه از بازه مجاز مشخصه های کارایی نتیجه شدند به شرایطی که خطاهای ذاتی نسبی فواصل نصب به این معنی که گاهی در عمل از چهار فاصله نصب. هر چهار فاصله نیز در تعیین تلرانس محفظه دیفرانسیل در فرایند تولید دخیل شوند که آنها این نکته را نیز در نظر گرفتند که نتیجه این روش این است که در این شرایط تلرانسها به نسبت شرایط ممکن تولید به صورت همگن توزیع می شوند در نتیجه آنها با این روش توانستند تلرانسهای وسیع تری برای محفظه دیفرانسیل نسبت به حالت قبل با رعایت قید تغییرات مجاز مشخصه های کارایی ارائه کنند
در این خصوص می توان به کار ویلماس 1sim.n.vilmo - - 1988 منتشر کرد نیز اشاره کرد فعالیت او نیز متوجه بررسی اثر ایجاد سه نوع از خطاهای نصب در مشخصه های کارایی بود با مرور خلاصه از روند بررسی حساسیت مشخصه های کارایی به خطاهای نصب توسط محققین ملاحظه می شود که در خصوص کاهش حساسیت به خطاهای نصب . اغلب بررسی ها معطوف به محاسبه میزان حساسیت به خطاها است، و در مورد کاهش آن ،آنهم با توجه به تولید انبوه نیاز به تحقیق وجود دارد.
از این رو این نکته به ذهن می رسد که در صورتی که به توان مشخصه های اصلی کارایی - که در مرتبه اول اهمیت مرکز الگوی تماس شامل دو متغیر افقی و عمودی و شتاب زاویه ای نسبی و در مرتبه دوم اندازه بیضی های تماسی آنی و زاویه با یاس می باشد - را نسبت به خطاهای عملی که در نصب اتفاق می افتد با توجه به شرایط کاربردی خاص - با خطاهای خاص محفظه دیفرانسیل مورد نظر ودر کل بازه گشتاور کاری این چرخدنده ها که در کاربرد در خودروها این بازه وسیع است -
به طور نسبی ثابت نگه داشت می توان علاوه بر ساده شدن فرایند مونتاژ از مزیت کاهش کمتر مشخصه های کارایی ضمن تغییر گشتاور و به تبع آن تغییر شکل های تکیه گاهی نیز بهره برد..و همچنین شرکت های پیشگام در چرخدنده را می توان از گلیسون و اورلیکن نام برد. چرخدنده هیپوئید +\SR-+<3 - K\SRLG JHDUV - کلمات پیشوندی است که مشتق از کلمه یونانی به معنی »درزیر« و »پایین»«کمتر از میزان معمول« و »کمتر« میباشد.
