تحلیل و توزیع تنش در چرخ دنده‌های پلیمری

با به روی کار آمدن پلیمرها و افزایش کابرد آن در صنعت، چرخ دنده‌های پلیمری نیز به علت برخورداری از امتیازاتی همچون، خود‌روانکار بودن، هزینه تولید پایین و صدای کم، جایگاه خود را در صنعت تثبیت کرده‌اند. توجه به رفتار چرخ دنده‌های پلیمری در گشتاور‌های متفاوت، باعث افزایش عمر آن ها خواهد شد. چرخ دنده‌های پلیمری، به دلیل استحکام پایین نسبت به چرخ دنده‌های فلزی، مدهای واماندگی متفاوتی داشته و حساسیت زیادی به تنش و توزیع تنش دارند. بررسی هر چه دقیق‌تر 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. علاوه‌براین، 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 (45.47 مگاپاسگال) در زیر خط گام، مشاهده شد. علاوه‌بر‌این، توزیع تنش به صورت مورب و در راستای خط فشار، مشاهده شد.