بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
بنام خدا
طراحی اجزاء 2
فصل چهاردهم: تحلیل تنش و طراحی چرخ دنده های ساده و مارپیچ
اسلاید 2 :
مکانیزمهای شکست در دندانه های یک چرخ دنده
مکانیزمهای شکست در دندانه های یک چرخدنده عبارتند از:
1- گسیختگی استاتیکی در اثر تنش خمشی
2- گسیختگی خستگی در اثر تنش خمشی
3- گسیختگی خستگی سطح ناشی از تنش تماسی
شکست خمشی هنگامی رخ می دهد که تنش خمشی وارد به دندانه مساوی یا بیش از استحکام تسلیم خمشی شود و شکست سطحی زمانی اتفاق می افتد که تنشهای تماسی مساوی یا بیش از استحکام دوام سطح شوند.
اسلاید 3 :
معادله لوئیس برای تنش خمشی در دندانه
معادلات لوئیس با فرضیات زیر استخراج می شود:
1- تمام بار به نوک دندانه اعمال می شود.
2- از نیروی شعاعی Wr صرفنظر می شود.
3- فرض می شود که تمام بار توسط یک دندانه تحمل می شود. در حالیکه در حالت واقعی بیش از یک دندانه درگیر می باشد.
اسلاید 4 :
رابطه لوئیس
معادله لوئیس از شبیه سازی دندانه چرخ دنده با تیر یک سرگیردار استخراج شده است.
F: پهنای صورت دندانه (ضخامت دندانه)
p: گام دایره ای
y: ضریب شکل لوئیس
اسلاید 5 :
شکل دیگر رابطه لوئیس
P: گام قطری
زاویه فشار 20 درجه، دندانه بلند و گام قطری واحد
اسلاید 6 :
اثر بارهای دینامیک بر چرخدنده ها
هنگامی که دو چرخدنده درگیر با سرعت بالا می چرخند اثرات دینامیکی وجود خواهد داشت. برای مثال اگر یک چرخدنده در سرعت صفر در بار F و در سرعت V (سرعت حط گام) در بار F/2 دچار شکست شود، در این حالت ضریب سرعت Kv برابر 2 خواهد بود. براي لحاظ کردن اثرات دینامیکی مطابق استانداردAGMA (American Gear Manufacturers Association) در سیستم SI داریم:
اسلاید 7 :
در سیستم US داریم:
اسلاید 8 :
با وارد کردن ضریب سرعت در معادله تنش خواهیم داشت:
این معادله در سیستم متریک بصورت روبه رو می باشد:
اسلاید 14 :
ضریب تمرکز تنش دندانه
اسلاید 15 :
دوام سطح
در این بخش به بررسی شکست سطح دندانه های چرخ دنده که عموما آن را فرسایش (wear) می نامند، می پردازیم. ایجاد حفره (pitting) در سطح دندانه نوعی شکست خستگی ناشی از تکرار زیاد تنشهای تماسی است. برای یافتن تنش تماسی دندانه ها از تئوری هرتز استفاده می کنیم. در مورد دندانه های چرخ دنده، تنش تماسی هرتزی بصورت زیر بیان می شود:
که در آن r1 , r2 شعاع انحنای پروفیل دندانه های پینیون و چرخ دنده در نقطه گام می باشند:
اسلاید 16 :
آگما ضریب الاستیک Cp را بصورت زیر تعریف می کند:
بنابراین تنش هرتزی بصورت زیر خواهد بود:
ضریب اطمینان:
اسلاید 19 :
معادلات تنش آگما
روابط ارائه شده در فوق تنها جنبه آموزشی داشته و برای طراحی کاربردی بایستی از روابط آگما استفاده کرد. در روش AGMA دو معادله اصلی تنش مورد استفاده قرار می گیرد. تنش خمشی و تنش تماسی.
معادله تنش خمشی:
اسلاید 20 :
معادله تنش تماسی: