به منظور تسهیل در طراحی و تحلیل یک چرخ دنده، نیاز به محاسبه دقیق توزیع شار مغناطیسی در قسمت های مختلف چرخ دنده است. اگرچه استفاده از روش تحلیل المان محدود نسبتا دقیقتر است اما برای مطالعات پارامتری در مراحل اولیه فرآیند طراحی یک محصول، بسیار زمان بر است. لذا در این مواقع اغلب از روش MEC استفاده می شود. یکی از ساختارهای نسبتا جدید چرخ دنده ها، نوع قطب منتجه می باشد که در حجم آهنربا صرفه جویی می شود. در این مقاله مدل سازی دو بعدی یک چرخ دنده قطب منتجه با استفاده از روش MEC ارایه شده است که توزیع میدان های مغناطیسی، شارها، گشتاور روتور درونی و بیرونی را در بخش های مختلف چرخ دنده تعیین شده است. برای ارزیابی عملکرد مدل ارایه شده، برای دو نمونه چرخ دنده با مقادیر متفاوت ضریب قطب و ضریب حلقه مدولاسیون چرخ دنده تحلیل شده و چگالی شار، گشتاور و غیره در بخش های مختلف چرخ دنده تعیین شده است. همچنین برای تایید نتایج به دست آمده از مدل، تحلیل المان محدود توسط نرم افزار Ansoft/Maxwell انجام گرفته است و نتایج با یکدیگر مقایسه شده اند.

در این مقاله به منظور بهبود نوسانات گشتاور در چرخ دنده مغناطیسی شار شعاعی با نسبت تبدیل عدد صحیح، از روش مورب سازی قطب روتور داخلی سرعت بالا استفاده شده است. این طراحی با شکل دهی به توزیع میدان مغناطیسی در فاصله هوایی مقابل روتور داخلی در راستای محوری و شعاعی، موجب کاهش نوسانات گشتاور می گردد. به منظور مقایسه روش پیشنهادی، طراحی بهینه شکل-دهی شعاعی نیز در روتور مذکور بررسی می گردد. روش های ارائه شده با استفاده از الگوریتم ژنتیک به منظور بدست آوردن بیشینه چگالی گشتاور و کمترین نوسانات گشتاور مورد بهینه سازی قرار می گیرند. نتایج با استفاده از نرم افزار المان محدود سه بعدی مورد مقایسه قرار گرفته و برتری روش شکل دهی محوری در آن نشان داده شده است.

در این مقاله محاسبه تنش های خمشی، لهیدگی و ضرایب اطمینان چرخ دنده سه حالته، که یکی بحرانی ترین چرخ دنده های موجود در جعبه دنده جلوی تراکتور گلدونی OTM 930 با توان 30 اسب بخار می باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس محاسبات مورد نیاز با هدف بهینه سازی ابعاد این چرخ دنده برای افزایش توان موتور تراکتور به 50 اسب بخار انجام گرفته است. برای این منظور، ابتدا چرخ دنده سه حالته با استفاده از نقشه های ارائه شده توسط شرکت تراکتورسازی، در نرم افزار Solid Works مدل سازی و سپس با توجه به نیروهای وارده، در نرم افزارSimulation Xpress  تحلیل شده است. مقایسه نتایج محاسبات با آنالیز نرم افزاری نشان دهنده دقت بالا و انطباق خوب هر دو روش است. در نهایت تغییرات ابعادی مورد نیاز روی چرخ دنده سه حالته برای نصب در تراکتور گلدونی با توان 50 اسب بخار ارائه و نمونه واقعی آن تولید شده است.

در این مقاله ساختار شار محوری ترکیبی موتور سنکرون آهنربای دایم به همراه چرخ دنده مغناطیسی به منظور افزایش چگالی گشتاور مورد بررسی قرار می گیرد. موتور دارای دو روتور با آهنرباهای میله ای با قطبیدگی مماسی و فاقد هسته بوده و مدولاتورها در فواصل هوایی نقش مدولاسیون میدان مغناطیسی را برای استاتور و روتور ایفا می کنند. شکل در نظر گرفته شده برای آهنرباهای دایم امکان ایجاد راندمان زیادتر و در عین حال طول محوری کم تر را فراهم می آورد. قطب های نرم مغناطیسی قرار گرفته در بین آهنرباها، نقش تعیین کننده ای در توزیع میدان مغناطیسی و نیز پروفیل گشتاور حاصل از ماشین را بر عهده دارند. در این مقاله رخ قطب نرم مغناطیس به گونه ای اصلاح و بهینه می گردد تا با استفاده از فاصله هوایی متغیر بتوان توزیع میدان سینوسی تر و گشتاور خروجی زیادتر و نیز نوسانات گشتاور کم تر را نسبت به حالت اولیه به دست آورد.

امروزه محاسبات و ساخت چرخ دنده، مخصوصا چرخ دنده های اصلاحی، با توجه به محدودیت سیستم های انتقال قدرت از اهمیت بسیاری برخوردار است. در این مقاله فرآیند مهندسی معکوس انجام شده در شرکت تراکتورسازی ارومیه، برای تولید چرخ دنده مخروطی دندانه مستقیم اصلاح شده جعبه دنده عقب تراکتور کمرشکن باغی مدل ایتالیایی، با استفاده از ابزارهای اندازه گیری کارگاهی، بررسی شده است. این بررسی با دمونتاژ چرخ دنده، عملیات کنترل ابعادی اولیه چرخ دنده آغاز و نتایج آن به عنوان داده های مقدماتی برای انجام محاسبات و ساخت مجدد چرخ دنده استفاده می شود. بر اساس الگوریتم ارائه شده در مهندسی معکوس ابعاد چرخ دنده های مخروطی دندانه مستقیم، به دلیل کافی نبودن داده ها، پاره ای عملیات ریاضی جهت حصول پارامترهایی چون مدول، زوایا، طول مولد و ضرایب اصلاح چرخ دنده انجام می شود. در ادامه با متالوگرافی نمونه اصلی و بررسی استانداردهای مربوطه، جنس چرخ دنده تعیین و در پایان چرخ دنده مخروطی نمونه تولید و با موفقیت روی جعبه دنده مونتاژ می شود.

وجود ارتعاشات در جعبه دنده از ویژگی های ذاتی آنها است زیرا ماهیت و ذات درگیری چرخ دنده ها در جعبه دنده به دلیل ضربه موجود حین درگیری دندانه ها، تولید ارتعاشات می کند. این ارتعاشات اجتناب ناپذیر در حالت هایی باعث اختلال در کار جعبه دنده می شود، بنا بر این در تحلیل عملکرد جعبه دنده ها و بهینه سازی آن ها، تحلیل های ارتعاشی بسیار مهم و کارآمد هستند. جعبه دنده سیاره ای از یک چرخ دنده اصلی خورشید به عنوان محرک که در مرکز قرار دارد، چند چرخ دنده سیاره به دور آن، یک چرخ دنده حلقه ای که این مجموعه درون آن می چرخند و یک بازو که به چرخ دنده های سیاره ای متصل است و کار را به عنوان خروجی برای جعبه دنده سیاره ای انجام می دهد تشکیل شده است. در این مقاله ابتدا رابطه های ارتعاشی مورد نظر در جعبه دنده سیاره ای بیان شده است. سپس اعمال رابطه های حاکم بر موتور الکتریکی در نرم افزار متلب بررسی شده و مدل ارتعاشی کوپل موتور-جعبه دنده سیاره ای به منظور مشاهده و تحلیل اثر متقابل موتور الکتریکی و جعبه دنده سیاره ای شبیه-سازی شده است. نمودار ها و تحلیل های فرکانسی استخراج شده و نشان داده شد که فرکانس های مجموعه قابل قبول هستند. مدل سازی دینامیکی و تحلیل در نرم افزار آباکوس جهت استخراج سختی درگیری متغیر با زمان بین دندانه های دو چرخ دنده درگیر در جعبه دنده سیاره ای انجام شده است.

چرخ دنده های مغناطیسی در مقایسه با نوع مکانیکی آن دارای ویژگی های زیادی از قبیل قابلیت اطمینان بالا، لرزش و نویز صوتی کمتر، محافظت در مقابل اضافه بار، مجزابودن شفت ورودی و خروجی از یک دیگر و تعمیر و نگهداری کمتر می باشند. داشتن یک مدل بر مبنای مدار معادل مغناطیسی در مقایسه با روش المان محدود، می تواند زمان مورد نیاز را در مراحل اولیه فرایند طراحی کاهش دهد. در این مقاله مدل سازی دو بعدی یک چرخ دنده مغناطیسی هم محور بر مبنای مدار معادل مغناطیسی و با استفاده از روش تحلیل گره ارایه شده است. با استفاده از مدل ارایه شده، ابتدا پتانسیل مغناطیسی گره های مدار به دست آمده است و سپس با استفاده از آن توزیع میدان های مغناطیسی، شارها و گشتاور روتور درونی و بیرونی در بخش های مختلف چرخ دنده تعیین شده است. مدل دینامیکی چرخ دنده نیز به کمک مدل ارایه شده استخراج شده است و مشخصه گشتاور-زوایه، ریپل گشتاور و گشتاور شکست چرخ دنده به دست آمده است. علاوه بر این، تاثیر تغییرات گشتاور بار برروی دینامیک چرخ دنده مورد ارزیابی قرار گرفته است. درنهایت به منظور اعتبارسنجی مدل پیشنهادی، نتایج به دست آمده با نتایج روش تحلیل المان محدود مقایسه شده اند.

دقت در طراحی اولیه چرخ دنده ها می تواند تا حد زیادی کارکرد مناسب جعبه دنده به عنوان قسمتی از سیستم انتقال نیرو در موتورهای محرک را تضمین نماید. این مقاله تاثیر اقتصادی اجرای فرآیند مجازی را که دربرگیرنده طراحی به کمک کامپیوتر و روش نمونه سازی سریع است، در مهندسی معکوس چرخ دنده های جعبه دنده انتقال نیرو در موتورسیکلت مدل CB125R ساخت شرکت هوندا به منظور اصلاح روند سنتی موجود و کاهش هزینه های تولیدی مورد بررسی قرار می دهد. به این منظور چرخ دنده های فلزی از روی جعبه دنده موتورسیکلت دمونتاژ و از لحاظ ابعادی مورد بررسی قرار داده شد که با توجه به اصلاحی بودن آنها، محاسباتی به منظور یافتن مدول هر جفت چرخ دنده درگیر با هم انجام گرفت. پس از استخراج مشخصات ابعادی چرخ دنده ها، مدل کامپیوتری تک تک آنها ترسیم و سپس نمونه های فیزیکی از آنها توسط روش پرینت سه بعدی با لایه گذاری رسوبی تولید شد. از نمونه های تولیدشده برای تست نحوه مونتاژپذیری اولیه چرخ دنده ها در جعبه دنده و اطمینان از صحت ابعادی آنها برای تولید انبوه استفاده گردید. با تایید طراحی اولیه، تولید انبوه چرخ دنده ها با پارامترهای تعیین شده توسط ماشین کاری به روش هاب زنی آغاز شد. نتایج حاصل از پایش کاربرد فرآیند مجازی در مهندسی معکوس چرخ دنده های مورد بررسی در بازه پنج ماهه از تولید انبوه نشان می دهد که فرآیند مجازی میزان هزینه های ناشی از خطا در تولید، ایرادات مونتاژپذیری و ضایعات ایجاد شده را به ترتیب به میزان 100، 55 و 71 درصد و در مجموع کل هزینه های تولید انبوه را به میزان 36% کاهش داده است.

مکانیزم های تخریب چرخ دنده های پلیمری به شدت تحت تأثیر گشتاورهای اعمال شده و دمای سطحی ناشی از آن قرار دارند. افزایش گشتاور می تواند منجر به افزایش تنش تماسی و دمای سطحی شود که این عوامل به طور مستقیم در تسریع تخریب نقش دارند. استفاده از آزمون های چرخ دنده در گشتاورهای مختلف و تحلیل چندمقیاسی این امکان را فراهم می کند تا مکانیزم های اصلی تخریب شناسایی و رابطه میان بارهای مکانیکی و رفتار حرارتی مواد بررسی شود. در پژوهش حاضر، پلی استال، پلیمر پرکاربرد در ساخت چرخ دنده های پلاستیکی، بعنوان ماده اولیه برای ساخت چرخ دنده ها انتخاب شد. آزمون چرخ دنده با استفاده از پنج سطح گشتاور مختلف (N.m 6، 8، 10، 12 و 14) انجام شد. دمای سطحی دنده ها به طور آنلاین در طول آزمون اندازه گیری گردید. برای تحلیل مکانیزم های تخریب، از دو مقیاس ماکروسکوپی و میکروسکوپی استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش گشتاور از N.m 6 به 14، منجر به افزایش دمای سطحی دنده ها، تا 98 درصد شد. افزایش دمای دنده ها در گشتاورهای بالا به نتیجه مستقیم ترکیبی از عوامل مکانیکی و حرارتی نسبت داده شد. در سطوح گشتاور N.m 6، 8 و 10، خرابی هایی مانند ترک در ناحیه گام، تغییر شکل پلاستیکی و سایش دنده مشاهده شد. اما در گشتاورهای بالاتر از N.m 10، جریان مواد در مقیاس ماکروسکوپی و سایش چسبان، همراه با جریان شدید مواد در مقیاس میکروسکوپی، رخ داد که به ضعف هدایت حرارتی پلی استال نسبت داده شد.