تحلیل و توزیع تنش در چرخ دنده های پلیمری

با به روی کار آمدن پلیمرها و افزایش کابرد آن در صنعت، چرخ دنده های پلیمری نیز به علت برخورداری از امتیازاتی همچون، خود روانکار بودن، هزینه تولید پایین و صدای کم، جایگاه خود را در صنعت تثبیت کرده اند. توجه به رفتار چرخ دنده های پلیمری در گشتاور های متفاوت، باعث افزایش عمر آن ها خواهد شد. چرخ دنده های پلیمری، به دلیل استحکام پایین نسبت به چرخ دنده های فلزی، مدهای واماندگی متفاوتی داشته و حساسیت زیادی به تنش و توزیع تنش دارند. بررسی هر چه دقیق تر تنش تماسی و نحوه توزیع تنش در حین درگیری جفت دنده، درک بهتری در طراحی هر چه بهتر چرخ دنده خواهد کرد. در این پژوهش، از مدل المان محدود برای تعیین تنش تماسی در ده موقعیت متفاوت از سر تا ته دنده چرخ دنده در حین درگیری جفت دنده استفاده شده است. برای کاهش زمان محاسبات، از یک جفت دنده محرک و متحرک استفاده شد. علاوه براین، برای افزایش دقت تحلیل المان محدود، از مش بندی ریز برای همگرایی نتایج استفاده شد. مش بهینه به تمام قسمت های مدل اعمال شد. نسبت درگیری و زاویه درگیری جفت دنده با مشخصات هندسی و جنس مشخص برای اعمال شرایط مرزی محاسبه شد. بیش ترین مقدار تنش (۴۵.۴۷ مگاپاسگال) در زیر خط گام، مشاهده شد. علاوه بر این، توزیع تنش به صورت مورب و در راستای خط فشار، مشاهده شد.