پیش بینی شکست و خستگی چرخ دنده ها
چکیده برای طراحی هر چه بهتر یک گیربکس تعیین عمر کاری یک چرخ دنده از اهمیت بالائی برخوردار است عمر یک چرخ دنده به عوامل زیادی بستگی دارد که یکی از مهمترین آنها خستگی خمشی دندانه می باشد که باعث شروع ترک در نقاط تنش ماکزیمم خواهد شد این نقاط در پای دنده واقع شده اند نقطه ای که تمرکز تنش باعث ایجاد تنشهای بالای مکانیکی می گردد .
در این پروزه با بکارگیری روشStress Life به تاثیر تنشهای خمشی پای دنده بر روی عمر خستگی چرخ دنده در نقاط مختلف یک دنده خواهیم پرداخت این روش بارها برای تعیین عمر قطعات دیگر استفاده می شود اما در اینجا از این روش برای پیش بینی عمر خستگی چرخ دنده استفاده می شود همچنین بمنظور دسته بندی بار تکراری از روش Rain Flow برای شمارش بار سیکلی استفاده می شود و نیز بمنظور محاسبه تنش از روش المان محدود استفاده می شودو در نهایت از نمودار S-N برای تشخیص تنشهای خمشی بر روی عمر خستگی چرخ دنده استفاده می شود .
مقدمه
همانطوریکه میدانیم مبنای کار دستگاههای مکانیکی بر حرکت نهاده شده است در این دستگاهها مکانیزمهای متعددی برای تولید ، انتقال و تبدیل حرکت وجود دارد . برای هر یک از موارد مذکور مکانیزمهای ویژهای وجود دارد که با لحاظ کردن شرایط کاری، صرفه اقصادی و منبع انرژی موجود برگزیده میشود. موتورهای الکتریکی، موتورهای احتراق داخلی و توربینها از انواع تولید کنندههای حرکت میباشند. اما برای انتقال و تبدیل قدرت معمولاً از شفت، تسمه، زنجیر و چرخنده استفاده میشود که چرخدنده ها و یا مجموعه آنها که گیربکس نامیده میشود از اهمیت خاصی برخوردار است بدلیل آنکه انتقال و تبدیل قدرت در آن کامل، بدون لغزش, کم حجم و دارای قابلیت اطمینان بالائی است. لذا در دورها و گشتاورهای بالا به راحتی قابل استفاده است. از جمله موارد مصرف چرخدندهها میتوان از گیربکس و دیفرانسیل اتومبیل، تبدیل دور در توربینها گیربکس آسانسور و دیگر ماشینآلات صنعتی نام برد.
از طرفی برای ساخت دستگاههای میکرومکانیکی مانند ساعت، ویدئو و دوربینهای ویدئوئی بکارگیری چرخدندهها میکرومتری رایج شده است.
طراحی پیشرفته مکانیک، برای هر چه کوچکتر کردن چرخدندهها و گیربکس بدلیل نیاز اقتصادی صنایع به صرفهجویی، در بکاربری مواد و هزینه تولید و ایجاد ارزش افزوده بیشتر در مقایسه با مصرف مواد اولیه، و نیز کم حجمتر و سبکتر شدن قطعات مکانیکی بدلیل امکان استفاده از انرژی کمتر بمنظور مدنظر قرار دادن مسائل زیست محیطی، کار برد روزافزونی رسیده است. تا چرخدندههای کوچک با دقت و دارای عمر مشخص تولید گردد. بعبارتی در طراحی بهینه نه عمر بینهایت مطلوب است و نه عمر کوتاه بلکه عمر بهینه در محدوده زمان مصرف دستگاه هدف طراحی امروزی میباشد. ایده قدیمی ساخت اتومبیلها و دستگاههای مکانیکی با عمرهای طولانی جای خود را به خودروها و دستگاههای کوچک و جمع و جور امروزی داده که عمر کمتر از ده سال دارند و مصرف هر نوع موادی در این دستگاهها در حداقل ممکن است میباشد.
تعداد صفحه :67
