مقاله طراحی دستگاه تست چرخ دنده در word

 مقاله طراحی دستگاه تست چرخ دنده در word دارای 71 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله طراحی دستگاه تست چرخ دنده در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله طراحی دستگاه تست چرخ دنده در word

چکیده     ;
مقدمه     ;;
فصل اول (مروری بر تعاریف اصلی و اندازه گیری های مکانیکی چرخ دنده)       ;;
منحنی اینولوت          ;
تعاریف و خواص استاندارد             ;
نکاتی عملی در رابطه با زیربرش دندانه و اصلاح ادندام             
اندازه گیری ضخامت دندانه در چرخ دنده های هلیکال و ساده       
روش مماسی          ;
اندازه گیری با استفاده از غلطکها      ;
اندازه گیری خطای جمع شونده گام   ;
تست فرم اینولوت       ;
فصل دوم:روش ساخت اجزاء دستگاه تست چرخ دنده(Rolling qear tester)    ;;
سنگ زنی             ;
ساپرت لغزنده (Spring  loaded carriage)         ;;
برش اول شفت چرخ دنده اصلی      ;;
فصل سوم (مونتاژ قطعات)            
همراستایی در جهات محورهای XوY و Z          ;
فصل چهارم (تعمیم پروژه)    ..     
بررسی خطاهای دنده و تعیین درجه دقت چرخ دنده های تولیدی   
استوانه خارجی          
کنترل چرخ دنده های بزرگ بررسی به روش قطاع   ;
خطای کلی پروفیل      
خطای کلی اعوجاج یا فرم پروفیل در جهت پیشروی( Lead )       
اساس سیستم          ;
منابع      ;

بخشی از منابع و مراجع پروژه مقاله طراحی دستگاه تست چرخ دنده در word

1”Metrology for Engineers” , By J. F.W. Galyer & C.R.Shotbolt, 1969 Cassell & Co.Ltd

2. “Engineering Metrology” , By D.M.Anthony , 1986 Pergamon Books Ltd

3. “Gears , Gear Production And Measurement “, By A.C Parkinson & W.H. Dawney , 1948 , London – Sir Isaac Pitman & Sons , Ltd

4.” The Potentialities of Accerate Measurement and Automatic and Automatic Control in Production Engineering “ , J.I. Prod . E , 39 , No.12,

چکیده

مروری کلی بر دستگاه اندازه گیری چرخ دنده (Rolling Gear Tester Machine) در این قسمت در نظر است خواننده یک چشم انداز کلی از دستگاه اندازه گیری دنده داشته باشد و نحوه و اساس اندازه گیری آن به صورت کلی بیان شود. یکی از شکلهای معمول ماشین تست چرخ دنده دستگاه تست دنده ای می باشد که تصویرش در صفحه قبل آمده است. اجزای اصلی آن شامل یک بستر و یک کشویی ثابت که قابلیت تنظیم در طول بستر را دارد. (ولی در هنگام تست چرخ دنده باید گیره بندی شود و ثابت بماند که این سیستم روی آن تعبیه شده است) تا دامنه وسیعی از قطرهای چرخ دنده را بتوان با آن تست کرد

از دیگر اجزای اصلی آن کشویی لغزنده است که توسط نیروی فنر به طرف کشویی ثابت کشیده می‌شود و تمایل دارد به سمت آن حرکت نماید. روی کشویی ثابت یک محور سنگ خورده به کلیرانسی مناسب نسبت به سوراخ داخلی چرخ دنده اصلی (Master gear) و روی کشویی لغزنده نیز یک محور متناسب با قطر سوراخ داخلی چرخ دنده تست شونده وجود دارد

چرخ دنده ای که روی کشویی ثابت نصب می شود و نقش چرخ دنده یا مرجع را دارد. چرخ دنده دقیقی است که با روشهای خاص تولید شده است و پیشنهاد می شود که از لحاظ درجه دقت (Accuracy Grade) در حد 4 یا DIN3 و یا دقیق تر انتخاب شود. بدیهی است این چرخ دنده دارای مدولی برابر  با چرخ دنده آزمایش شونده می باشد

حال اگر این چرخ دنده با چرخ دنده مورد نظر در دایره گام تحت فشار نیروی فنز (تعبیه شده در پشت کشویی لغزنده) درگیر شود در ازای یک دور گردش چرخ دنده ها هر نوع خطایی نظیر خطای عمق دنده، انحراف از پروفیل ایده آل، خطای گام، خطای خارج از مرکز بودن دایره گام، خطای زیر سطح پروفیل دنده، خطای ضخامت دنده و ; باعث پدیدار شدن یک نیروی اضافی در محل درگیری پروفیل ها می شود که نهایتاً منجر به حرکت کشویی لغزنده می شود که این حرکت کوچک توسط یک ساعت اندازه گیری نشان داده می شود

شایان ذکر است وقتی کشویی لغزان در اثر نیروی وارده ناشی از خطاها به سمت عقب حرکت می‌کند نیروی فنر دوباره آن را به محل اول آن بر می گرداند و چون چرخ دنده ها در حال گردش هستند روی دنده بعدی نیز همین اتفاق تکرار خواهد شد.پس در نهایت ما یک حرکت رفت و برگشت کشویی لغزان را خواهیم داشت که باعث حرکت مثبت و منفی سوزن ساعت اندازه گیری می­شود

با توجه به توضیحات فوق توجه به چند نکته ضروری است

نخست اینکه چرخ دنده مورد آزمایش نسبت به  چرخ دنده اصلی یا مرجع سنجیده می شود. بنابراین یک سنجش نسبی است

دوم اینکه چرخ دنده مورد آزمایش ممکن است دارای چندین خطای جداگانه باشد که جمع جبری این خطاها به صورت خطای کلی در انحراف عقربه ساعت اندازه گیری مشخص می شود

سوم اینکه انحراف عقربه ساعت ناشی از خطای دنده در تست برای تولید صنعتی  انبوه کافیست

توسط این ماشین تست می توان مجموعه ای از تستهای دیگر را نیز انجام داد. به عنوان مثال با قفل کردن کشویی لغزنده در فاصله مرکز به مرکز در حالت درگیری چرخدنده ها و با ثابت نگه داشتن چرخ دنده اصلی(یعنی جلوگیری از چرخش آن) و با قرار دادن یک ساعت اندازه گیری روی خط گام چرخ دنده می توان لقی جانبی یا BackLash دنده را تعیین نمود

مقدار لقی جانبی دنده های چرخ دنده از عوامل مهم در طراحی کاربردی چرخ دنده ها می باشد که می تواند تأثیر بسزایی در سر و صدای (Noise) چرخ دنده ها داشته باشد

و یا می توان با نصب پولی به روی شفت چرخ دنده تست شونده (بطوری که با هم گردش کنند) و استفاده از تسمه برای انتقال گردش آن به سوزن ترسیم کننده و همچنین استفاده از یک سیستم اهرم برای بزرگنمایی انحراف یا خطای چرخش چرخ دنده گراف مکانیکی را به دست آورد که جزئیات بیشتر این مطلب بعداً شرح داده خواهد شد

نکته ای که هنگام تست چرخ دنده های هلیکال روی دستگاه باید توجه کرد این است که مؤلفه عمودی نیروی نرمال بین دنده ها تمال دارد یکی از چرخ دنده ها را از جا بلند کند. به عبارت دیگر باعث حرکت به سمت بالا روی محورش می شود به همین دلیل در این موارد چرخ دنده استاندارد بین مراکز سوار شود و در جهتی چرخانده شود که این نیروی عمودی به سمت بالا را جذب کند و نیروی برابر و در خلاف جهت و به سمت پایین چرخ دنده تست شونده را پایین نگه دارد

توجه: اگر چرخ دنده اصلی در دسترس نبود این وسیله باز هم قابل استفاده است

برای این منظور می توان دو چرخ دنده ای که در کار با هم درگیر می شوند را روی محورهای ماشین سوار کرد و خطای مورد نظر را به دست آورد ولی باید به این نکته توجه نمود که آنها خطاهای موازی هم که اثر یکدیگر را خنثی کنند نداشته باشند. به طوریکه اگر دو چرخ دنده دایره گام های خارج از مرکزیت برابر و در خلاف جهت هم در یک نسبت زاویه ای جزئی داشته باشند ساعت اندازه گیری خطایی را نشان نخواهد داد و برای رفع این مشکل و اطمینان از تست می توان چرخ دنده ها را در دو وضعیت زاویه ای 180 درجه نسبت به هم تست نمود

مقدمه

از زمان انقلاب صنعتی تاکنون که پیشرفت تکنولوژی شروع شد تا به حال کنترل زیادی روی دقت سیستم ها بکار گرفته شد تا انتقال قدرت را هر چه آسانتر سازند و در این راه پیشرفتهای شگرفی نیز حاصل شده است

بیشتر وسایل مورد استفاده برای انتقال قدرت و گشتاور از طریق واسطه هایی به نام چرخ دنده صورت گرفته است و از طرفی این مسئله کاملاً مشهود است که قدرت دندانه های چرخ دنده باید بهبود یابد تا بتوان بار قابل انتقال را افزایش داد. البته این مشکل طراحی مهندسی است که هدف عمده این پروژه نمی باشد، امّا تغییر مقاومت دنده ها باعث تغییرات در سیکل بار وارده بر دنده می‌شود که این خود باعث افزایش دو عامل مهم می شود

الف) خستگی و سایش

ب) سر و صدا

مورد دوم که بیشتر مورد بحث این پروژه می باشد از زمانی اهمیت ویژه پیدا کرد و مورد بحث و بررسی قرار گرفت که مسئله طراحی اتومبیل ها مطرح شد، در اتومبیل های اولیه طبیعتاً سر و صدای چرخ دنده ها در برابر سر و صدای زیاد موتور و اگزوز عملاً ناچیز بود و تحت الشعاع آن قرار می‌گرفت. ولی صدا خفه­کن­های تعبیه شده روی اگزوزهای قدیمی صدای دلخراش گیربکس ماشین را هر چه بیشتر آشکار می نمود و این امر استفاده از چرخ دنده های مارپیچ و همچنین کنترل های مهندسی دقیق در صنعت چرخ دنده را به ارمغان آورد

امروزه استفاده از چرخ دنده های اسیبرال و هیپوئید و کنترل دقیق در تولید باعث کاهش سر و صدا شده ولی ساخت چرخ دنده ها به صورت تولید انبوه هنوز مورد توجه است

به طوری که سیکل بهبود کیفیت همچنان ادامه دارد و یکی از مهمترین قسمتهای توسعه و تکامل تجهیزات موتورها تکامل و بهبود چرخ دنده های قدیمی است، شما هم اگر در نظر بگیرید که به کارگیری مکانیزم ها در صنعت به انتقال نیرو سیستم چرخ دنده بستگی دارد اهمیت موضوع اندازه‌گیری چرخ دنده ها فوراً برای شما آشکار خواهد شد

اکثر نیازهای انتقال قدرت با چرخ دنده های ساده و هلیکال برآورده می شوند، چرخ دنده های مخروطی و جناقی و مخروط مارپیچ و ; مواردی هستند که می توانند برای کاربردهای خاص مورد توجه قرار گیرند

چرخ دنده های سیکلوئیدی هم در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند ولی در مهندسی روز کمتر مورد توجه قرار می گیرند. منحنی سیکلوئید عمدتاً در کارهای ظریف و دقیق نظیر ساعت سازی مورد استفاده قرار می گیرند که از حوصله بحث این پروژه خارج است

امّا انتخاب منحنی اینولوت برای پروفیل دنده های چرخ دنده ها دو مزیت عمده دارد

الف- سرعت نسبی برای هر دو چرخ دنده اینولوت ثابت است. (صرف نظر از خطا یا تغییر در فاصله خط المرکزین دو چرخ دنده)

ب- هر شانه اینولوت یک دندانه مستقیم دارد که صرف نظر از شکل اینولوت های پیچیده برای تولید از تیغه فرز نسبتاً ساده استفاده می شود. در فصل اندازه گیری مکانیکی دنده در مورد منحنی اینولوت و تابع اینولوت بحث خواهد شد

منحنی اینولوت (The Involute Curve)

منحنی اینولوت در واقع مکان هندسی نقاطی است که بر یک خط راست واقع هستند و به دو دایره‌ای بدون لغزش پیچیده شده اند. تعریف دیگری که برای اینولوت ارائه شده است مکان هندسی نقاطی است که بر قطعه طنابی قرار دارد و از محیط یک استوانه در حال باز شدن جدا می شود (بطوریکه این طناب همواره حالت کشیده داشته باشد) این منحنی در شکل (1-1) نشان داده شده است. در شکل دیده می شود که طول کشیده شده برابر است با طول کمان واقع بر دایره مبنا از نقطه تماس تا نقطه مبدأ منحنی اینولوت (یعنی نقطهA) پس خواهیم داشت

 به همین دلیل مشاهده می شود مماس بر منحنی اینولوت در هر منطقه مثلا(A₂) عمود بر خط ایجاد منحنی در آن نقطه است (A₂B₂). نکته مهمی که شکل اینولوت کاملاً‌ به آن بستگی دارد. قطر دایره مبناست که منحنی توسط آن ایجاد می شود، وقتی ظهر دایره مبنا زیاد می شود انحنای منحنی اینولوت کاهش می یابد تا جائیکه برای یک دایره مبنا با قطر بی نهایت منحنی اینولوت به خط راست تبدیل خواهد شد(مانند دنده شانه ای)

تابع اینولوت (The Involute Function)

تابع اینولوت زاویه ایست که بین شعاع نقطه تماس خط ایجاد و نقطه تقاطع خط ایجاد با منحنی به وجود می آید

طبق رابطه بالا می توان گفت که تابع اینولوت یک زاویه، اختلاف بین تانژانت آن زوایه در خود آن زاویه برحسب رادیان است. این قسمت از هندسه اینولوت به خاطر اهمیت آن در مباحث بعدی با جزئیات بیشتری توضیح داده شد

تعاریف و خواص استاندارد

یک دندانه تنها از یک چرخ دنده توسط دو اینولوت مقابل هم ساخته شده است. تماس بین دندانه های یک جفت چرخ دنده در طول خطی به نام خط عمل یا خط فشار Pressure Line  انجام می‌شود. این خط مماسی است که در نقطه تماس اینولوت دو دندانه مقابل (نقطه گام) به دایره مبنا مماس می شود

 این در واقع تولید کننده هر دو اینولوت است که بار یا فشار بین چرخ دنده ها در امتداد این خط منتقل می شود. زاویه بین این خط (خط فشار) و خط مماس بر دایره گام‌ (در نقطه تماس دو اینولوت) به نام زاویه فشار Perssure Angle شناخته می شود

                         یا

D_p= قطره دایره گام

D_b= قطر دایره مبنا

مقادیر استاندارد برای زوایای فشار 145 و 20 می باشد. 20 به عنوان زاویه فشار استاندارد می‌شود. دندانه های قویتری را تحویل می دهد و اجازه می دهد چرخ دنده هایی با تعداد دندانه کمتر ساخته شوند بدون این که قضیه تداخل دنده ها پیش بیابد

گام قطری (Diameteral Pitch)

عبارتست از تعداد دندانه در یک اینچ قطر دایره گام این یک مقدار فرضی است که نمی توان آن را اندازه گرفت اما برای تعریف خصوصیات دندانه های چرخ دنده بسیار مهم است. مدول عکس دیامترال می باشد

مدول در سیستم متریک استفاده می شود که اکثر کشورها این سیستم را استفاده می کنند

گام دایره ای (Circular Pitch)

عبارتست از فاصله کمان اندازه گرفته شده روی دایره گام از یک دندانه تا نقطه متناظر روی دندانه بعدی

گام مبنا (P_b)

عبارتست از فاصله کمان اندازه گرفته شده روی دایره مبنا از مبداء اینولوت روی یک دندانه تا مبداء مشابه اینولوت روی دندانه بعدی

ادندام (Addendum)

عبارتست از فاصله دایره گام تا نوک دندانه که اندازه اسمی آن چنین است

که مقدار آن برای اجتناب از تداخل[1] ممکن است تغییر کند

لقی یا کلیرانس (Clearance)

عبارتست از فاصله شعاعی از دایره نوک دنده تا دایره ته دندانه چرخ دنده مقابل وقتی دندانه ها درگیر هستند و اندازه استاندارد آن چنین است

اندازه کاربردی آن بستگی به نوع چرخ دنده و کاربردش دارد

مقدار 0157M عموماً برای  چرخ دنده های با زاویه فشار 145 در استاندارد Brown و Sharp استفاده می شود

مقدار 0250M عموماً برای چرخ دنده های کلاس A₂ و B و C و D استفاده می شود

مقدار 0400M عموماً برای چرخ دنده های کلاس A₁ و چرخ دنده های دقیق استفاده می شود

ددندام(Dedendum)

فاصله دایره گام تا پای دنده را گویند. Clearance + Deendum=Addendum

قطر خارجی‌ (Blank diameter)

معادل است با مجموع قطر دایره گام و دو برابر مدول

ضخات دندانه (Tooth Thickness)

عبارتست از فاصله اندازه گیری شده روی دایره گام از یک طرف دنده تا طرف دیگر

 ضخامت دندانه

در واقع ضخامت دندانه به وسیله مقدار «Back Lash» کاهش پیدا می کند و ممکن است با اصلاح ادندام تغییر کند. در نهایت این نکته قابل ذکر است که چرخ دنده محرک را می توان به طور کامل با سه فاکتور زیر مشخص کرد

الف- تعداد دندانه (N)

ب- گام قطری(P) یا مدول (M)

ج- زاویه فشار

در اندازه گیری چرخ دنده هایی که از توضیحات بالا تبعیت می کنند ممکن است همه عوامل به وظایف همین سه عامل محدود شود

چرخ دنده های مارپیچ(Helical-Gears)

[1] . رجوع شود به کتاب طراحی اجزاء ماشین – ادوارد شیگلی- ترجمه دکتر ایرج شادروان- ص690