knowledge

استاندارد ISO 6336: مرجع جهانی محاسبه ظرفیت بار چرخدنده‌ها

می 21, 2025
admin

مقدمه: استانداردی برای طراحی مطمئن چرخدنده‌ها

استاندارد ISO 6336 یکی از جامع‌ترین و معتبرترین استانداردهای بین‌المللی برای محاسبه ظرفیت بار چرخدنده‌ها است. این استاندارد که توسط سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) منتشر شده، روش‌های دقیق و علمی برای ارزیابی مقاومت خمشی و تماسی دندانه‌های چرخدنده ارائه می‌دهد.

بخش‌های اصلی استاندارد ISO 6336

1. ISO 6336-1: اصول کلی و تأثیرات داخلی

  • مفاهیم پایه و پارامترهای اساسی

  • روش‌های محاسبه بارهای دینامیکی

  • توزیع بار بین دندانه‌ها

2. ISO 6336-2: محاسبه مقاومت سطحی (پایداری تماسی)

  • محاسبه تنش تماسی

  • تعیین ضریب ایمنی در برابر سایش

  • تأثیر جنس مواد و پرداخت سطح

3. ISO 6336-3: محاسبه مقاومت خمشی

  • محاسبه تنش خمشی در پای دندانه

  • تعیین ضریب ایمنی خمشی

  • تحلیل خستگی مواد

4. ISO 6336-4: محاسبه مقاومت در برابر خستگی سطحی

  • روش‌های محاسبه عمر سایشی

  • تأثیر شرایط کاری و محیطی

  • محاسبات مربوط به خراشیدگی و سایش

5. ISO 6336-5: محاسبه مقاومت و استحکام

  • محاسبات استحکام در شرایط بارگذاری شدید

  • تحلیل مقاومت در برابر شکست ناگهانی

  • محاسبات مربوط به بارهای ضربه‌ای

sewعوامل مؤثر در محاسبات ISO 6336

1. فاکتورهای بارگذاری:

  • Kₐ (فاکتور کاربردی): اثر شرایط کاری

  • Kᵥ (فاکتور دینامیکی): اثرات سرعت

  • Kₕβ (فاکتور توزیع بار طولی): یکنواختی توزیع بار

2. فاکتورهای هندسی:

  • Y (فاکتور شکل دندانه): تأثیر هندسه دندانه

  • Z (فاکتور منطقه تماس): مساحت مؤثر تماس

  • β (زاویه مارپیچ): تأثیر زاویه دندانه

3. فاکتورهای مواد:

  • σHlim (استحکام تماسی مجاز)

  • σFlim (استحکام خمشی مجاز)

  • ZH (فاکتور الاستیک مواد)

روش‌های محاسباتی در ISO 6336

محاسبه تنش تماسی:

σH = ZHZEZεZβ √(Ft(u+1)/(d₁b u) KₐKᵥKₕβKₕα)

  • σH: تنش تماسی

  • ZH: فاکتر منطقه تماس

  • ZE: فاکتور الاستیک

  • Ft: بار مماسی

  • d₁: قطر چرخدنده محرک

  • b: عرض چرخدنده

محاسبه تنش خمشی:

σF = Ft/(b mn) YFaYSaYεYβ KₐKᵥKƒβKƒα

  • σF: تنش خمشی

  • YFa: فاکتور شکل دندانه

  • YSa: فاکتور تمرکز تنش

  • mn: مدول نرمال

محاسبه ضریب ایمنی:

SH = σHG/(σH ZNTZLZRZVZWZX)
SF = σFG/(σF YNTYδrelT YRrelT YX)

  • SH: ضریب ایمنی تماسی

  • SF: ضریب ایمنی خمشی

  • ZNT, YNT: فاکتورهای عمر

مقایسه ISO 6336 با استانداردهای مشابه

ویژگی ISO 6336 AGMA 2001 DIN 3990
حوزه جغرافیایی بین‌المللی آمریکا آلمان
تعداد فاکتورها 28 فاکتور 16 فاکتور 22 فاکتور
دقت محاسبات بسیار بالا بالا بسیار بالا
پیچیدگی محاسبات بالا متوسط بالا
پوشش انواع چرخدنده کامل محدود کامل

کاربردهای صنعتی استاندارد ISO 6336

1. صنایع سنگین:

  • طراحی گیربکس‌های معدنی

  • سیستم‌های انتقال قدرت کارخانه‌جات

  • گیربکس‌های صنعت فولاد

2. انرژی:

  • گیربکس‌های توربین بادی

  • سیستم‌های انتقال نیروگاه‌ها

  • گیربکس‌های پمپاژ

3. خودروسازی:

  • دیفرانسیل و گیربکس خودرو

  • سیستم‌های انتقال قدرت

  • محورهای محرک

الزامات مواد در استاندارد ISO 6336

1. فولادهای کربنی:

  • حداقل استحکام کششی: 500 MPa

  • عملیات حرارتی: کوئنچ و تمپر

2. فولادهای آلیاژی:

  • گریدهای متداول: 42CrMo4, 34CrNiMo6

  • عملیات سطحی: نیتریده کردن، سخت‌کاری سطحی

3. چدن‌ها:

  • گریدهای با گرافیت کروی (GGG)

  • محدود به کاربردهای کم بار

فرآیند طراحی چرخدنده بر اساس ISO 6336

1. تعیین پارامترهای اولیه:

  • توان انتقالی

  • سرعت ورودی و خروجی

  • شرایط محیطی

2. محاسبات اولیه:

  • تعیین مدول

  • محاسبه تعداد دندانه‌ها

  • تعیین نسبت انتقال

3. محاسبات دقیق:

  • تحلیل خمشی (Part 3)

  • تحلیل تماسی (Part 2)

  • محاسبه ضریب ایمنی

4. بهینه‌سازی:

  • تغییر پارامترهای طراحی

  • انتخاب مواد بهینه

  • کاهش وزن و ابعاد

نکات کلیدی در اجرای استاندارد

  1. در نظر گرفتن شرایط واقعی کارکرد:

    • بارهای ضربه‌ای

    • سیکل‌های کاری

    • شرایط محیطی خورنده

  2. انتخاب فاکتورهای مناسب:

    • ضریب قابلیت اطمینان

    • ضریب عمر طراحی

    • ضریب دمایی

  3. محاسبات تکراری:

    • بررسی چندین سناریو

    • تحلیل حساسیت پارامترها

    • رسیدن به طراحی بهینه

محاسبه عمر خستگی بر اساس ISO 6336

معادله عمومی عمر:

N = (σFG/σF)^m × (σHG/σH)^n

  • N: تعداد سیکل‌های مجاز

  • m, n: ضرایب شیب منحنی خستگی

مراحل محاسبه:

  1. تعیین تنش مؤثر

  2. محاسبه ضریب تصحیح عمر

  3. تعیین تعداد سیکل‌های مجاز

  4. تبدیل به ساعت کارکرد

کنترل کیفیت بر اساس ISO 6336

1. بازرسی ابعادی:

  • اندازه‌گیری مدول

  • کنترل ارتفاع دنده

  • بررسی زاویه مارپیچ

2. بازرسی مواد:

  • تست سختی (راکول، برینل)

  • آنالیز شیمیایی

  • بررسی ریزساختار

3. تست عملکرد:

  • تست بار استاتیک

  • تست عمر خستگی

  • مانیتورینگ ارتعاشات

نرم‌افزارهای محاسباتی مبتنی بر ISO 6336

1. KissSoft:

  • پشتیبانی کامل از ISO 6336

  • تحلیل جامع چرخدنده‌ها

  • رابط کاربری پیشرفته

2. Romax Designer:

  • شبیه‌سازی سیستم‌های دنده‌ای

  • محاسبات دقیق بر اساس ISO 6336

  • تحلیل دینامیکی

3. Gearotic:

  • طراحی پارامتریک

  • محاسبات ISO 6336

  • خروجی CAD آماده

جمع‌بندی: مزایای طراحی بر اساس ISO 6336

  1. پذیرش جهانی: مورد قبول در تمام بازارهای بین‌المللی

  2. دقت بالا: محاسبات جامع و دقیق

  3. قابلیت اطمینان: کاهش احتمال خرابی

  4. عمر طولانی: طراحی بهینه برای عمر مفید بیشتر

  5. بهینه‌سازی هزینه: کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری

استاندارد ISO 6336 با ارائه روش‌های سیستماتیک و جامع، طراحی چرخدنده‌ها را به یک فرآیند دقیق مهندسی تبدیل کرده است. این استاندارد نه‌تنها برای مهندسان طراحی، بلکه برای تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان چرخدنده‌ها نیز مرجعی معتبر محسوب می‌شود. رعایت این استاندارد تضمین‌کننده کیفیت، ایمنی و قابلیت اطمینان چرخدنده‌ها در کاربردهای مختلف صنعتی است.