انواع چرخدنده ها
چرخدنده هاي صاف يا سادهSuper Gears كه در شكل(۱۳-۱) مي بينيم براي انتقال حركت از يك ميل محور به ميل محور موازي با آن بكار مي روند و دنده هاي آنها بامحورشان موازي است. از ميان همه گونه هاي چرخدنده ها چرخدنده هاي صاف ساده ترين آنها است و به همين سبب براي توضيح روابط اوليه سينماتيك منحني دنده بكار خواهد رفت.

چرخدنده هاي مارپيچHelical gears كه در شكل ۱۳-۲ مي بينيم دنده هاي كجي نسبت به محور دوران چرحدنده دارند. اين چرخدنده ها را مي توان براي همان كاربرد چرخدنده هاي صاف بكار برد ولي مانند آنها پرصدا نيستند زيرا در گيري دنده ها بتدريج رخ مي دهد. دنده هاي كج بارهاي محوري و گشتاورهاي خمشي پديد مي آورند كه در چرخدنده هاي صاف نداريم. چرخدنده هاي مارپيچ گاهي براي انتقال حركت بين دو محور ناموزاي( متنافر) بكار مي روند

چرخدنده هاي مخروطيbevel Gears كه در شكل(۱۳-۳) مي بينيم دنده هايي روي سطوح مخروطي دارند و بيشتر براي انتقال حركت بين ميل محور هاي متقاطع بكار مي رود.

آنچه كه در شكل مي بينيد درواقع چرخدنده هاي مخروطي ساده يا دنده دار استstraight-tooth bevel gears است. چرخدنده هاي مخروطي مارپيچ spral bevel Gears بگونه اي هستند كه دنده هاي آنها راست نيستند بلكه به صورت كمان دايره است( مارپيچ). چرخدنده هاي هيپوئيد كاملاَ شبيه چرخدنده هاي مخروطي مارپيچ است با اين تفاوت كه ميل محور آنها متنافر است.

در شكل(۱۳-۴) نوع چهارم از انواع اصلي چرخدنده ها را مي بينيد كه حلزون و چرخ حلزون است چنانچه مي بينيد حلزون شبيه يك پيچ است. جهت گردش چرخ حلزون به جهت گردش حلزون بستگي دارد و نيز اينكه دنده هاي حلزون راست گرد، تراشيده شده باشد يا چپ گرد. مجموعه حلزون و چرخ حلزون ها را ممكن است بگونه اي بسازيد كه يا دنده هاي يكي، ديگري را در بر گيرد و يا هر دو بكديگر را در بر گيرند. اين مجموعه چرخدنده ها را تك دربرگير single – eveloping و دو در برگير double- enveloping گويند ارتباط حلزون و چرخ حلزون بيشتر هنگامي بكار مي رود كه نسبت سرعت دو ميل محور زياد مثلاَ ۳ يابيشتر باشد.

واژه ها و مشخصات فني
مجموعه واژه هاي فني دنده هاي چرخدنده صاف را در شكل(۱۳-۵) مي بينيم تعاريفي كه در زير مي آيد نيز در شكل مي بينيم.

دايره گام(pitch circle ) دايره فرضي است كه همه محاسبات هميشه بر پايه قطر آن كه قطر گام باشد انجام مي شود. دواير گام يك جفت چرخدنده به هنگام كار با يكديگر مماس هستند. از دو چرخدنده در گير آنكه كوچكتر است را چرخ كوچك(pinion) و آنكه بزرگتر است را معمولاَ چرخدنده(Gear ) گويند.

گام دايره اي (Circular Pitch):p كه روي دايره گام اندازه گيري مي شود و فاصله نقطه اي روي يك دنده تانقطه نظير آن روي دنده مجاور است. پس گام دايرهاي برابر با مجموع كلفتي يك دنده و پهناي دهانه دو دنده( روي دايره گام.م.) است.

مدول (Medule)m : نسبت قطر گام به تعداد دنده هاست. واحد طولي كه در اينجا بكار مي رود ميليمتر است. مدول همان مشخصه اندازه دنده در دستگاه استاندارد بين المللي SI است.
گام قطري (Diametral Pitch)p : نسبت تعداد دنده هاي چرخدنده بر قطر گام است. بنابراين همان عكس مدول است چون گام قطري در واحد اينچي بكار مي رود؛ آن را تعداد دنده در اينچ نيز مي گويند.

اندازه سر دنده ( Addendum ): برابر است با فاصله شعاعي بين سطح سردنده(top land ) : تا داير ه گام
اندازه پاي دنده (Dedendum)b : برابر است با فاصله شعاعي بين سطح دنده (Buttom land تا دايره گام.
گوي كل دنده (whole depth) : دايره اي است مماس بر دايره سر چرخدنده درگير با آن.
آزادي يا لقي(Clearance ): اندازه فزوني طول پاي دنده يك چرخ از طول سرچرخدنده در گير با آن است.

پس زني:( Backlash ): مقدار فزوني طول پاي دنده يك چرخ از طول سر چرخدنده درگير با آن است.
پس زني:( Backlash ) : مقدار فزوني دهانه دو دنده مجاور، از كلفتي دنده در گير با آن است كه روي دواير گام اندازه گيري مي شود.
شما مي بايست درستي روابط مفيد زير را براي خودتان ثابت كنيد:
(۱۳-۱)

كه : =p گام قطري، تعداد دنده بر اينچ
=N تعداد دنده ها
=d قطر دايره گام
(۱۳-۲)
كه: =m مدول به ميليمتر
=d قطر دايره گام به ميليمتر
(۱۳-۳)
=p گام دايره اي
(۱۳-۴)
۱۳-۳ عمل جفت شدن يا مزدوج Conjugate Action

در بحث زير فرض بر اين است كه فرم دنده كاملاَ درست پرداخت شده و بطور مطلق صلب(Rigid ) است. البته چنين فرضي غيرواقعي است زيرا در ماشينكاري فرم دنده محدوديت هايي و بي دقتي هايي وجود دارد و نيروهاي وارده نيز موجب تغيير شكل هايي مي گردد. كار در گيري دنده هاي دو چرخدنده كه با هم حركت دوراني را درست مي كنند همانند بادامكها مي باشد. هر گاه منحني( پروفيل)

دنده ها يا بادامكها طوري طرح شوند كه نسبت سرعت زاويه اي ثابتي به هنگام درگيري ايجاد نمايند، گويند كه با هم جفت يا مزدوج شده اند(Conjugate Action ) دست كم از نظر تئوري، مي شود هر نوع پروفيل دلخواهي براي يك دنده برگزيد و سپس پروفيلي براي دنده ديگر با آن پيدا نمود تا عمل جفت شدن را انجام دهند. يكي از اين راه حلها پروفيل گسترده( لفاف يا پوشش دايره)( Involute Profile ) است كه با اندكي استثناء عموماَ براي دنده تمام چرخدنده ها بكار مي رود و تنها راه حلي است كه به آن خواهيم پرداخت.

هرگاه يك سطح منحنهي بر سطح منحني ديگر فشار وارد كند( شكل ۱۳-۶) نقطه برخورد در جايي است كه دو سطح برهم مماس هستند( نقطه C ) و نيروها در هر آن در راستاي قائم ab برهر دو منحني مي باشند. خط ab نمودار راستاي نيروهاست كه به آن خط عمل يا( خط درگيري) گويند(Line of action ) اين خط حط المركزين ۰-۰ را در نقطه اي مانند p قطع مي كند. نسبت سرعت زاويه اي بين دو بازو متناسب با عكس نسبت فاصله شعاعي آنها تا نقطه p است. دوايري كه از تقطه p مي گذرند و به مركز هر يك از دو مركز دوران رسم شده است را( دواير گام) يا( دايره تقسيم)(Pitch Circles ) و شعاع

هر يك را شعاع دايرع گام(pitch Radius ) گويند. نقطه p را( نقطه گام)(pitch Point ) گويند.
براي انتقال حركت با سرعت زاويه اي ثابت نقطه گام بايد ثابت باقي بماند، طور يكه همه خطوط عمل(Lines of actions ) براي تمام نقطه هاي آني برخورد بايد از همان نقطه p بگذرد. در مورد منحني( پروفيل) گسترده يا پوش خواهيم ديد كه تمام نقاط برخورد در همان راستاي ab خواهد افتاد و همه قائمهاي منحني( پروفيل) دنده ها، در نقاط برخورد روي خط ab مي افتد و بنابراين اينگونه پروفيلها حركت دوراني را بطور يكنواخت منتقل مي نمايند.