دانلود تحقیق دنده های خورشیدی یا سیاره ای در جعبه دنده ها

مجموعه دنده های خورشیدی در اوایل قرن حاضر در اتومبیلهای آمریکایی بکار رفته است و آنها در زمره کار برد اولین نوع دنده ها در جعبه دنده های اتومبیل های سواری و کامیونهای سبک بودند و بدلیل داشتن مزیت برای راننده هنگام دنده ها کاربرد آن پیشنهاد گردید .

در صور تیکه در جعبه دنده های لغزشی معمولی که هنوز سنگرونیزه نشده بودند احتیاج به یک راننده ماهری داشت که تعویض دنده ها را در حین حرکت انجام دهد .

در این شرایط جعیه دنده های خورشیدی دو سرعته با یک دنده عقب بطور انحصاری طراحی می گردید و در کادیلاک 1906 جعبه دنده خورشیدی 3 ساعته بکار برده شد که طراحی آنها خالی از اشکال نبود و به فکر استفاده از دنده پینیونها بوش دار بودند تا از صدا کردن دنده ها جلوگیری شود .
همزمان پیشرفتهایی در طراحی جعبه دنده های معمولی انجام گردید و تقریباً بطور جامع از آنها در اتومبیلهای سواری و کامیونها اتسافده می گردید و سپس بسوی طراحی مجموعه دنده های خورشیدی سوق داده شدند و در اتومبیل فورد مدل تی (T ) تا سال 1928 از جعبه دنده خورشیدی استفاده می گردید .

جعبه دنده های خورشیدی که به صحنه آمده بود با تولید جعبه دنده خودکار اور درایو توسط بورگ وارنر و جعبه دنده اتوماتیک هیدراماتیک توسط جنرال موتور افت فاحشی نمود و دوباره تحقیق و توسعه در مورد دنده های مار پیچ ،آلیاژ های فولاد ،برطرف نمودن گرمای فلزات و یاتاقانهای سوزنی و حذف کردن تعدادی از نواقص انواع اخیر جعبه دنده های خورشیدی آغاز گردید .
جعبه دنده های خورشیدی امروزه کاربرد وسیعی دارند .

تنوع جعبه دنده های اتوماتیک در اتومبیلهای سواری و کامیونها و کاربرد در فرمانها ، گرداننده نهایی (دیفرانسیل) و چرخهای متحرک ماشین آلات ساختمانی و کاهش دهنده هایی ماننند محرکهای ملخ دار در هواپیما و یا محرک پروانه کشتی و غیره را دارا می باشد و موارد فوق تعدادی از نمونه های کاربرد دنده های خورشیدی در انتقال قدرت می باشند .
مجموعه خورشیدی یا مجموعه دنده های سیاره ای
قلب جعبه دنده های اتوماتیک سیستم دنده های خورشیدی است .

بنابراین لازم است تا مروری بر ساختمان اساسی یک مجموعه خورشیدی ساده را داشته باشیم و بطور مقدمه طرز کار دنده های خورشیدی بیان می گردد .
یک مجموعه خورشیدی یا سیاره ای مطابق شکل های 1-1 و 1-2 شامل یک دنده خورشیدی یا دنده مرکزی است که احاطه شده است با دنده های هرز گرد سیاره ای با پینیونها که روی محور نگهدارنده بطور انفرادی در حامل سیاره ای یا قفسه قرار گرفته و حرکت دورانی می کنند و به طور دائم درگیر می باشند و قفسه در داخل دنده داخلی یا رینگی (به این دلیل به این نام خوانده می شود که محیط دایره از داخل دندانه دار شده است ) احاطه شده و ب طور دائم با پینیونهای دنده های سیاره ای درگیر می باشند .
مجموعه دنده های خورشیدی یا سیاره ای که نامش از عمل دنده های پینیون سیاره ای گرفته شده است قادرند تا دور محورشان بچرخند و همزمان اطراف دنده خورشیدی دوران نمایند مانند گردش زمین که هم به دور خودش و هم اطراف کره خورشید دوران می نماید .

با مطالعه اشکال 1-1و 1-2 به چند مزیت مهم در دنده های خورشیدی پی می بریم .
1- تمام اعضاء مجموعه خورشیدی در یک محور اصلی شریک هستند و در نتیجه همه آنها در یک مجموعه قرار گرفته اند .
2- دنده های خورشیدی همیشه بطور ثابت با هم درگیری می باشند و امکان حذف دندانه و یا شکستن و سرو صدا کمتر وجود دارد و هم چنین تعویض نسبت دنده سریع و بطور خودکار بودن افت قدرت انجام می گیرد .
3- دنده های خورشیدی نسبت به جعبه دنده های استاندارد می توانند سختر و قویتر باشند و بارهای گشتاوری را بطور وسیع جابجا یا انتقال نمایند و دارای حجم کمتری می باشند به این دلیل که بار گشتاوری از میان دنده های سیار ه ای عبور می نماید و نیرو به چند دنده سیاره ای که تعداد دنده های درگیر انها بیشتر می باشد تقسیم می گیردد و در نتیجه قدرت انتقال افزایش می یابد .
4- موقعیت اعضاء مجموعه سیاره ای برای نگه داشتن یا درگیری و قفل نمودن آنها با یکدیگر برای تعویض نسبت دنده ها نسبت به هم رابطه ساده ای دارند .

تعاریف
وقتی که یک سری چرخ دنده با هم به صورت ساده و یا ترکیب شده و یا مانند سیستم خورشیدی در حال گردش می باشند لازم است تا بعضی از اصلاحات را در مورد توضیح چگونگی کار و تاثیر انها بر مسیر قدرت عنوان گردد .

بنابراین مروری داریم بر تعاریف درگیری دنده که در مورد وظیفه و عملکرد مجموعه خورشیدی ضروری می باشد .
نسبت دنده : با چرخش چرخ دنده ورودی می توان دورهای چرخ دنده ورودی 3 دور و تعداد دوران چرخ دنده خروجی یک دور باشد نسبت دنده 1: 3 خواهد بود .
کاهش دنده : نسبت کاهش دنده باعث می شود که در این حالت گشتاور افزایش دور کاهش یابد .

به عنوان مثال در مورد یک نسبت دنده 1:3 اگر گشتاور ورودی 180 فوت – پوند و دور ورودی 2700 در دقیقه تغییر می یابد .

(ضایعات و تلفات اصطکاکی که همیشه وجود دارد محسوب نگردیده است ) .
اوردرایو یا فوق سرعت : اینحالت بر عکس اثر نسبت کاهش دنده عمل می کند ، عامل نسبت دنده باعث می شود که گشتاور کاهش و دور افقزایش یابد .

در یک نسبت دنده 1:3 اگر گشتاور ورودی 180فوت – پوند و دور ورودی 2700 در دقیقه باشد گشتاور خروجی به 60 فوت – پوند و دور خروجی 8100 دور در دقیقه تغییر خواهد یافت .
اوردرایو یا فوق سرعت : اینحالت بر عکس اثر نسبت کاهش دنده عمل می کند ، عامل نسبت دنده باعث می شود که گشتاور کاهش و دور افقزایش یابد .

در یک نسبت دنده 1:3 اگر گشتاور ورودی 180فوت – پوند و دور ورودی 2700 در دقیقه باشد گشتاور خروجی به 60 فوت – پوند و دور خروجی 8100 دور در دقیقه تغییر خواهد یافت .

حرکت مستقیم : نسبت دنده 1:1 و بدون تغییر در گشتاور و دور ورودی می باشد .

خلاص یا آزادگردی : در این حالت قدرت ورودی وجود دارد ولی قدرت از جعبه دنده خارج نمی گردد .عضو عکس العملی : در مجموعه خورشیدی اساس حالت انتقال با ثابت بودن یکی از اعضاء مجموعه می باشد که این عمل توسط وسایل اصطکاکی مانند نوارهای ترمز یا باند کلاچهای دیسکی چند صفحه ای و کلاچ یکطرفه انجام می گیرد که در فصل بعدی مورد آنها بحث خواهد گردید .

قوانین طرز کار دنده های خورشیدی : طرز کار دند های خورشیدی توسط پنج قانون اساسی که در واقع کلید آگاهی در مورد مسیرهای مختلف اعمال قدرت در تمام دنده های اتوماتیک می باشند بیان می گردد و آنها عبارتند از :حالت خلاص ، کاهش دنده ،اوردرایو،حرکت مستقیم و دنده عقب که بترتیب هر یک را مورد بررسی قرار می دهیم .

قانون خلاص(Law of neutral) : وقتی که قدرت ورودی وجود داشته باشد اما عضوهای عکس العملی عمل ننمایند وضعیت خلاص است.

در شکل 3-3 دنده خورشیدی ورودی ومحرک است ، دنده رینگی آزاد وقفسه خروجی می باشد که با چرخ های محرک ثابت شده است و باعث خواهد شد که دنده های پینیون یا هرز گردها دور محورشان بچرخند ودنده رینگی بر دنده خورشیدی خواهد چرخید.

در جعبه دنده های اتوماتیک حالت خلاص یا مانند حالت فوق است ویا توسط محور توربین مبدل که ورودی جعبه دنده است قطع می گردد ودر تمام تولیدات جدید جعبه دندها ی اتوماتیک 2 سرعته (Jetaway (T-300)) ، پاور گلایدوتورک در رایوجعبه دندهایی هستند که وضعیت خلاص از طریق قطع محور توربین مبدل انجام می گیرد.

قانون کاهش دنده (Law of reduction) : وقتی که یک عضو عکس العملی وجود داشته وقفسه خروجی باشد ، مجموعه در وضعیت کاهش دنده می باشد.

بدو طریق می توان قانون کاهش دنده را اجرا نمود.در شکل 4-1 یک نوار ترمز یا باند بمنظور ثابت نگهداشتن دنده رینگی در جعبه دندهای اتوماتیک بکار برده شده است.محل تکیه گاه ثابت باند در پوسته جعبه دنده بمنظورعکس العمل وواکنش دنده رینگی طراحی گردیده است.

در اولین روش کاهش دنده، دنده خورشیدی ورودی می باشد که دندهای پینیون را دور محورشان به گردش در می آورد و چون دندهای پینیون از طرفی با دنده رینگی ثابت شده است بر اثر نیروی عکس العمل آن سبب می شود که محور دنده رینگی حرکت نمایدودر نتیجه قفسه را در جهت گردش دنده خورشیدی با دور کمتر بدوران درآورد.در اینحالت اگر گشتاور ورودی 100 فوت پوند ونسبت کاهش دنده1: 5/1 باشد، گشتاور خروجی به 150 فوت –پوند افزایش می یابد.

نوع دیگر کاهش دنده با ثابت نگهداشتن دنده خورشیدی می باشد بدین ترتیب که قدرت ورودی به دنده رینگی داده می شود مطابق شکل5-1 ودر اینحالت نیز پینیونهای سیاره ای دور محورشان می چرخند وچون دنده خورشیدی ثابت است قفسه اطراف آن بحرکت در میآید و قفسه خروجی می باشد و نتیجه آن یکنوع کاهش دنده دیگری هم جهت با محور ورودی خواهد بود .این نوع کاهش سرعت بمنظور استفاده در دنده دو در جعبه دندهای تورک فلایت کرایسلر ،فورد C4وC6 وتوربین 350 و400 جنرال موتور می باشد.بجای باند که یک عضو عکس العملی وبا دوام برای اتصال به پوسته جعبه دنده می باشد ، هم چنین می توان از کلاچ اسپراگی(بادامکی)، کلاچ غلطکی وکلاچ دیسکی چند صفحه ای برای کاهش دنده واتصال آن به پوسته جعبه دنده استفاده نمود.

کلاچهای اسپراگی وغلطکی هردو مانند کلاچ یکطرفه عمل می کنند ووسایل بسیار جالبی هستند زیرا در مواقع لزوم عمل درگیری وآزادگردی یا خلاصی رابطور خودکار انجام می دهند وکارشان فقط توسط عمل مکانیکی می باشد واحتیاج به کنترل کنندهای هیدرولیکی ندارند.

واین خود موجب می شود که طراحی جعبه دنده وهم چنین سرویس ونگهداری آن آسان گردد واحتیاج به تنظیمات ندارند.

با مطالعه اشکال 6-1و7-1 دو وضعیت درگیری وحالت آزاد را در این کلاچها نشان می دهد.حلقه داخلی عضو ثابت و حلقه خارجی حرکت دورانی می کند ویا عضو محرک می باشد ویا می تواند حلقه داخلی عضو محرک وحلقه خارجی ثابت گردد که در اینصورت توسط یک کلاچ ویا با پیچ پوسته جعبه دنده ثابت می شود مانند اشکال (8-1و9-1) طرز کار کلاچهای اسپراگی وغلطکی طوری است که در حین انتقال قدرت از موتور به چرخها درگیر شده وعمل کاهش دنده انجام پذیر می گردد وزمانیکه بر عکس عمل نماید یعنی چرخها محرک باشد وموتور را بخواهدبحرکت درآورد کلاج آزاد می شود وانتقال قدرت از چرخها به موتور قطع می گرددودر نتیجه حالت ترمز موتوری وجود نخواهد داشت .

بنابراین با رعایت عمل فوق یعنی با چرخیدن شافت خروجی وقفسه که در حال عکس ،عضو ورودی در مجموعه خورشیدی می باشد ، سبب خواهد شد تا دنده رینگی در شکل 8-1 و دنده خورشیدی در شکل 9-1 هم جهت با مسیر ورودی گردش وکلاچ یکطرفه آزاد گردد.

در آینده به درگیری مسیر قدرت دنده های اتوماتیک اشاره خواهیم کرد و لازم است بداینم که هر وقت حلقه ورودی در جهت عقربه های ساعت یا هم جهت با گردش موتور بچرخد کلاج اسپرگی یا غلطکی در حال خلاص خواهد بود و وقتی که حلقه ورودی در جهت خلاف عقربه های ساعت بچرخد عمل قفل کردن در آنها انجام خواد شد .

عمل خلاص کلاچ اسپراگی یا غلطکی در حرکت در حرکت معمولی در جاده مستقیم خطری ندارد ولی ئقتی که اتومبیل در سرازیری تند یا تپه ها و کوهها حرکت می کند ،عمل کلاچ یک طرفه در وضعیت کاهش دنده قطعاً اطمینان نخواهد داشت و بایستی سرعت اتومبیل را در وضعیت دنده سنگین (L) قرار دهد که در این صورت خلاصی حذف می شود و چرخها مستقیماً به موتور جهت عمل ترمز موتوری متصل می گردند .

با توجه به شکل 10-1 که کامل شده 8-1 می باشد و در آن نوار ترمز یا باند به منظو.ر ثابت نمودن دنده رینگی اضافه شده است هنگام عبور از سربالایی و یا زمانیکه از دنده سنگین استفاده می شود باند درگیر می شود و چون کلاچ غلطکی درگیر می باشد لذا در اینحالت باند کار مثبی انجام نمی دهد ولی در حین عبور از سرازیری و یا هنگام سر خوردن (هنگامی که راننده پدال گاز را رها می کند ) که کلاچ آزاد می گردد عمل باند باعث ثابت نمودن دنده رینگی می شود و در نتیجه قفسه با مبدل و موتور ارتباط پیدا می نماید و اجازه نخواهد داد که اتومبیل به حالت خلاص حرکت کند و حالت