احسان اعتمادی - استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، خراسان رضوی، ایران
فائزه علی آبادی - فارغ التحصیل گروه مهندسی مکانیک ، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، خراسان رضوی، ایران

در این مقاله به بررسی تئوری و عددی چرخ دنده های کامپوزیتی ساده و مارپیچی تحت بارگذاری استاتیکی پرداخته شده است. چرخ دنده ساده کامپوزیتی آلومینیوم از سیلیکون کاربید و چرخ دنده مارپیچ کامپوزیتی از کولاراپوکسی ساخته شده است. برای حل تئوری مساله چرخدنده و تنش اعمال شده بر آن از رابطه لوییس استفاده شده و همچنین برای تحلیل عددی از روش المان محدود و نرم افزار Ansys استفاده شده است و نتایج با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است. با مقایسه نتایج تئوری و عددی با نتایج تجربی موجود، توافق قابل قبولی میان نتایج عددی و تئوری با نتایج تجربی، وجود دارد. همچنین شبیه سازی چرخ دنده هایی با شرایط یکسان هندسی و بارگذاری، با جنس های فلزی فولاد برای چرخدنده ساده و آلومینیوم برای چرخ دنده مارپیچ به منظور بررسی میزان بارهای اعمال شده بر آنها مورد بررسی قرار گرفته شده است. مشاهده شده است که تنش های اعمال شده و جابجایی های چرخ دنده های فلزی و کامپوزیتی با تقریب خوبی یکسان می باشند. درنتیجه می توان به جای استفاده از چرخ دنده های فلزی با جرم بالاتر می توان از چرخ دنده های کامپوزیتی که سبک تر می باشند، استفاده نمود.

چرخ دنده ساده، چرخدنده مارپیچی، چرخ دنده کامپوزیتی، روش المان محدود، رابطه لوییس