چرخ دنده های صنعتی یکی از مهم ترین قطعات در دستگاه های مختلف مکانیکی می باشد. این قطعات ریز و درشت کاربردهای متفاوتی در دستگاه ها، ماشین ها و موتورهای الکتریکی دارند که از مهمترین آنها می توان به کاهش دنده و تنظیم جهت چرخش در تجهیزات موتور اشاره کرد.

انواع چرخ دنده های صنعتی و کاربرد آنها
نقش چرخ دنده ها در دستگاه های مختلف بسیار مهم است. چرخ دنده های صنعتی در انواع ماشین های دوار و چرخ دنده های ماشین کاری استفاده می شود. کاربرد دیگر این قطعات در ابزارهای مکانیکی مانند ساعت دیواری، ساعت مچی، چرخ خیاطی و گیربکس می باشد.

چرخ دنده های صنعتی به روش های مختلفی مانند ریخته گری، آهنگری، مهر زنی و تخلیه دقیق ساخته می شوند و انواع مختلفی دارند مانند چرخ دنده های صنعتی ساده، مارپیچ، مارپیچ، شانه ای و … که هر کدام دارای مزایا و معایبی هستند.

معایب چرخ دنده های صنعتی
چرخ دنده های صنعتی با وجود کاربردهای فراوانی که در صنعت دارند، دارای ایرادات فراوانی هستند. مهمترین معایب چرخ دنده های صنعتی عبارتند از:

در فرآیند تولید چرخ دنده:
به دلیل انحراف منحنی ابزار و خطای تقسیم، فرآیند تولید آن دقیق نیست.
زمان تولید آن طولانی است و دلیل آن زمان تقسیم و برگرداندن ابزار است.
هنگام کارکردن:
1- در اثر اصطکاک باعث گرم شدن و ایجاد گرما در سیستم می شود.

2- عدم لقی استاندارد بین دو دنده و عدم روغن کاری باعث گرم شدن دنده می شود.

3- چرخ دنده های آبکاری شده در نهایت ترک خورده و پوسته پوسته می شوند.

4- در دورهای بالا صدا و ارتعاشات کششی زیادی ایجاد می کند.

5- باعث ایجاد لرزش در دستگاه می شود.

6- یکی دیگر از معایب دنده صنعتی این است که وقتی دو چرخ دنده با هم تماس دارند گاهی دندانه ها قدرت کمتری می دهند.

7- هنگام برخورد دو دنده، دنده کوچکتر به سرعت فرسوده می شود. که علت آن وجود خطا در طراحی هندسی دندانه ها و یا نصب چرخ دنده در فاصله کمتر از مرکز تعیین شده است.

8- بار زیاد روی دنده ها باعث شکستن دندان ها می شود. خرابی دندان چرخ دنده شکستی است که در آن تمام یا بخش قابل توجهی از دندان به دلیل ضربه، تنش های خمشی یا فشار بارگذاری بیش از دوام دندان ها رخ می دهد و در آن دندان ها از چرخ دنده جدا می شوند.

9- اگر لایه روغن بین دو دندان کافی نباشد یا ویسکوزیته روان کننده کم باشد، اسکاجینگ-اسکورینگ ایجاد می شود. این پدیده باعث موج دار شدن صفحه تماس و تماس فلز با فلز می شود. هنگامی که فلز با فلز تماس پیدا می کند، بوی بد سوختگی ایجاد می شود و آثار سوختگی نیز مانند لکه روی دندانه های چرخ دنده ایجاد می شود.

10- به دلیل طراحی، پلاستیک آن ممکن است ظاهر خود را تغییر دهد (Plastic Deformation): این تغییر زمانی رخ می دهد که سطح تماس تحت بار سنگین تغییر شکل دهد. این معمولا در نوک و در هر دو انتهای دندان اتفاق می افتد، اما اگر نیروهای لغزشی روی سطح دندان زیاد باشد، تغییر شکل در کل سطح دندان رخ می دهد. این تغییر شکل پلاستیک را ریپلینگ نیز می گویند.

11- دنده ها در اثر اصطکاک ساییده شده و در داخل آنها فرسایش ایجاد می شود. فرسایش می تواند به سه صورت رخ دهد:

فرسایش متوسط: این نوع فرسایش به دلیل آلودگی روانکار اتفاق می افتد.
سایش: در این نوع خراش های روی چرخ دنده شبیه به میکرو پیتینگ است و ناشی از ذرات فلزی خود چرخ دنده، بلبرینگ ها، پاشش جوش، آلودگی و گرد و غبار است.
فرسایش خوردگی: این نوع سایش در محل تماس دندان ها به دلیل واکنش شیمیایی یا وجود رطوبت در روغن رخ می دهد. در این مدل از فرسایش، نقاطی به صورت دانه ها یا نقاط جوشی کوچک روی سطح دندان ها ظاهر می شوند.
12- کندی دندانه های دنده یکی از مهم ترین معایب دنده های صنعتی است. شکستگی ناشی از تنش های تماسی است که باعث می شود قسمت هایی از سطح دندان دنده حفره دار شود. کندی بر اساس شدت آسیب به سه دسته تقسیم می شود:

تیرگی اولیه (سوراخ هایی با قطر کوچک حدود 0.4 تا 0.8 میلی متر)
کند شدن مخرب (در مقایسه با نوع اصلی، شدیدتر است و سوراخ هایی با قطر بیشتر ایجاد می کند)
بلانتی خرد کننده (بلانت ها با قطرهای بسیار زیاد ایجاد می شوند و سطح قابل توجهی را پوشش می دهند)

گِران‌رَوی یا ویسکُزیته (به فرانسوی: Viscosité) عبارت است از مقاومت یک سیال در برابر اعمال تنش برشی. به تعریفی دیگر، مقاومت اصطکاکی یک مایع یا گاز را در برابر شارش یا لغزیدن لایه‌ها، هنگامی که تحت تنش برشی قرار گیرد گِران‌رَوی می‌گویند. نام‌های دیگر گران‌روی عبارت است از: وُشکسانی (وشک در فارسی به معنی صمغ است)، چسبناکی، ناروانی و لِزْجَت.

به نقل از ویکی‌پدیا

معایب چرخ دنده های مارپیچ و ساده صنعتی
در چرخ دنده مارپیچ:
قیمت این چرخ دنده ها بالاست.
چرخ دنده مارپیچ شاه ماهی دارای محتوای فنی بالایی است و ساخت آن بسیار دشوار است.
در دنده ساده:
صدای تولید شده در حین کار بسیار زیاد است.
تحمل فشار آنها بسیار پایین است.

مزایای چرخ دنده های صنعتی
اکنون که در مورد معایب چرخ دنده های صنعتی صحبت کردیم، لازم است در مورد مزایای چرخ دنده های صنعتی نیز صحبت کنیم. مهمترین مزایای چرخ دنده های صنعتی عبارتند از:

حرکت چرخشی را به حرکت خطی و حرکت خطی را به حرکت چرخشی تبدیل می کند.
برای انتقال قدرت در دورهای بالا و پایین بسیار مناسب است.
قابلیت انتقال نیرو در جهات مختلف (در محورهای موازی و مخالف و متقاطع در زوایای مختلف) را دارد.
انرژی را به طور ایمن و کاملاً قابل اعتماد منتقل می کند.
تولید آن آسان و گسترده است. (به جز مدل مارپیچ هرینگبون که ساخت آن پیچیده و سخت است)
در مقایسه با زنجیر صنعتی، تسمه و درایوهای مشابه، قدرت، استحکام و سرعت بالاتری دارد.
بسیار مقرون به صرفه و ارزان هستند.

راهکارهایی برای افزایش راندمان چرخ دنده های صنعتی
دندان های واقعی باید مانند طرح اصلی باشند.
دایره گام واقعی باید با دایره گام نظری مطابقت داشته باشد.
شفت ها و یاتاقان های مرکزی باید مقاومت فشار کافی داشته باشند.
فاصله بین دندان ها باید یکسان و به صورت دقیق و منظم باشد.
سطح دندان ها باید به اندازه کافی سفت باشد تا قطعه دچار ساییدگی و پوسیدگی نشود.
دندانه های دنده های صنعتی باید صاف و صیقلی باشند تا صدا کاهش یابد.
استفاده از روان کننده مناسب و کنترل دمای دستگاه نیز می تواند باعث افزایش طول عمر و کارایی چرخ دنده های صنعتی شود.

حرف پایانی

مانند تمام قطعات صنعتی، استفاده از چرخ دنده صنعتی با وجود مزایای فراوان، دارای معایبی نیز می باشد. در این مقاله سعی کردیم مهمترین و اصلی ترین معایب چرخ دنده صنعتی را به صورت کامل و در قسمت ها و انواع مختلف این قطعه به شما نشان دهیم. برای دادن همچنین در پایان راه هایی را برای افزایش کارایی این قطعات معرفی کردیم تا بتوانید بیشترین بهره را از این قطعات ببرید.