مروری بر روش های تعیین تنش تماسی در چرخ دنده های پایه پلیمری

اساسا چرخ دنده ها، شکل تکامل یافته چرخ های اصطکاکی هستند که برای جلوگیری از لغزش و اطمینان از یکنواختی حرکت نسبی، دندانه به آن ها اضافه شده است. استفاده از چرخ دنده های پلیمری به دلیل مزایایی همچون مقاومت خوردگی، قابلیت قالب گیری تزریقی، عملکرد بدون روانکار و صدای کم رو به افزایش است. با این وجود، استحکام مکانیکی، مقاومت حرارتی و دوام در چرخ دنده های پلیمری نسبت به چرخ دنده های فلزی کمتر است. سازوکار واماندگی در چرخ دنده های فلزی متفاوت با چرخ دنده های پلیمری است. از جمله آسیب های مهم که منجر به واماندگی چرخ دنده های پلیمری می شود، تغییر شکل حرارتی است که این نوع واماندگی در چرخدنده های فلزی وجود ندارد. در چرخ دنده های پلیمری، به دلیل ماهیت گرانروکشسان و پلاستیک پلیمرها، در طی درگیری دنده ها حرارت زیادی ایجاد شده و دما افزایش می یابد. افزایش دما باعث نرم شدن دنده ها و در نتیجه تغییر شکل آن ها می شود. گود شدگی، خستگی و سایش از دیگر عواملی هستند که منجر به واماندگی چرخ دنده های پلیمری می شوند. تنش تماسی حاصل از گشتاور اعمالی به چرخ دنده، مهم ترین نقش در شدت هر کدام از واماندگی های اشاره شده را ایفا می کند. بررسی تنش تماسی در چرخ دنده های پلیمری از جمله چالش های صنعت گران و محققان برای دریافت درک بهتری برای طراحی هر چه بهتر این نوع چرخ دنده ها و همچنین پیش بینی عمر را حاصل خواهد کرد. این پژوهش مروری بر انواع روش های تعیین و بررسی تنش تماسی اعم از مدل عددی هرتز، روش استاندارد و روش المان محدود است.