تاریخچه چرخ دنده ها

تاریخچه چرخ دنده ها را می توان از سه هزار سال پیش دانست.  به واقع درست نمی دانیم که نخستین چرخدنده ها کی و کجا به کار رفتند. 

تاریخچه چرخ دنده ها بیانگر این است که احتمالا نخستین چرخدنده ها از چوب ساخته شدند.

همانطور که در بالا ذکر شد، بیش از سه هزار سال است که بشر دندانه های درگیر چرخانده ای را به کار می برد.

چرخدنده ها همراه با ادوات مکانیکی دیگری همچون موارد ذیل از فضای مه آلود عصر باستان بیرون آمدند:

• چرخ کوزه گری
• سطح شیبدار
• قرقره و اهرم
• بسیاری چیزهای دیگر 

یونانیان چرخدنده های کوچک ادوات نجومی را از فلز می ساختند.

رومیان در آسیابهای گندم از چرخدنده چوبی برای انتقال توان استفاده می کردند و هر جا به توان بسیار اندک نیاز پیدا می کردند چرخدنده های چدنی و برنزی به کار می بردند.

تاریخچه چرخ دنده ها

سراسر قرون وسطی در آسیابهای آبی از چرخدنده استفاده می شد.

ساعت مکانیکی در قرن چهاردهم میلادی اختراع شد و در آن چرخدنده های کوچک فلزی به کار رفت.

ساعت های آونگی که همان اویل ابداع شدند پر از چرخدنده بودند، بعضی از این ساعت ها، در کلیساها، چندان بزرگ نبودند.

نخستین استفاده واقعا کلان از چرخدنده های انتقال توان در هلند رخ داد.

در آنجا هزاران آسیاب بادی آب دریا را از خشکی تخلیه کردند.

در این آسیاب های بادی غول پیکر سلسله ای از چرخدنده های چوبی برای دریافت توان از روتور بادی تندگرد بالای آسیاب و انتقال آن به پمپ پیچی کندگرد نوع ارشمیدس پاسن آسیاب به کار می رفت.

با شروع جهش انقلاب صنعتی در قرن هیجدهم نیاز به همه نوع گرداننده چرخدنده ای پدیدار شد.

چرخدنده های چدنی نسبتا خوبی با استفاده از مدل های ریخته گری کاملا دقیق که از دندانه و پره و توپی تهیه شده بودند، ساخته شد.

حتی چندی بعد، پس از اختراع نخستین ماشین های چرخدنده تراشی و استفاده از آنها برای فرزکاری شکل دندانه چرخدنده در پیکره خام چدنی یا فولادی، چرخدنده های بهتری هم ساخته شد.

در قرن نوزدهم صنعت گران دیدند که چرخدنده معمولی دارای دندانه های ریختگی و چرخدنده دقیق دارای دندانه های تراشکاری شده میتواند کاربرد داشته باشد.

تاریخچه چرخ دنده ها

با آغاز قرن بیستم خودرو و هواپیما به عرصه وجود گذاشتند.

پیشتر، در قرن نوزدهم کشتیهای بخار، خودروهای برقی و ماشین های ابزار چرخدنده دار کاربرد گسترده پیدا کرده بودند.

اینک، گرداننده های چرخدنده ای در وسایط نقلیه، آسیاب ها، نوردها و همه گونه ادوات مکانیکی کاربرد عمومی پیدا می کردند.

همچنین مهندسی چرخدنده پا به پای گسترش روز افزون استفاده از چرخدنده ها توسعه می یافت.

صنعت چرخدنده به آرایه پیچیده ای از ماشین ها برای ساخت چرخدنده های مورد نیاز و نیز به قواعد و اطلاعات مهندسی برای بررسی چیزهایی همچون موارد ذیل به کار رفته در ساخت چرخدنده ها نیاز پیدا کرد.:

• تنش تماسی دندانه ها
• تنش خمشی دندانه ها
• روغنکاری دندانه های تند درگیر
• درک فلز شناختی (یا ماده شناختی) فلزات (یا دیگر مواد) 

آنچه مورد نیاز بود، البته بر حسب مورد، طرحی برای چرخدنده بود.

که این نیاز بسته به به عوامل ذیل داشت تا تا بتواند برای کاربرد مورد نظر به اندازه کافی دوام آورد:

1. قابل ساخت بودن با ماشین های موجود 
2. ابعاد و کیفیت مناسب برای گرداننده چرخدنده ای مورد نیاز در حد قابل قبول 

البته این مشکل همیشگی هم بود که گرداننده چرخدنده ای می بایست در حد معقول ارزان و نه چندان سنگین و نه چندان بزرگ می بود!

در طی قرن بیستم هنر چرخدنده گری پیشرفت مدام شتابنده داشته است.

هنر چرخدنده سازی دگرگونی شگرفی را از ماشین های دستی که هر زمان فقط یک قطعه را می تراشند تا ماشین های خودکار مجهز به دستگاه های کنترل رایانه ای که نرخ تولید و سطح کیفیت را به حدی بالا می برند، پشت سر گذارده است.

این تحول در کارایی چرخ دهنده ها در آغاز قرن بستم حتی تصورش هم هرگز ممکن نبود.

تاریخچه چرخ دنده ها

هنر طراحی مهندسی چرخدنده ها به حدی شکوفا شده است که امروزه مهندسی که بخواهد همه محاسبات هندسی قابل کاربرد در طراحی را انجام دهد و به همه اطلاعات مورد نیاز درباره مواد و فرآیندها دست یابد به یک قفسه کامل از کتاب های فنی نیاز خواهد داشت.

همچنین به اطلاعات دیگری در زمینه استانداردهای تجاری به اضافه اطلاعات مربوط به همه عوامل خرابی محصول که پرهیز از آنها برای تامین عمر و قابلیت اعتماد لازم برای چرخدنده ضروری است نیاز پیدا خواهد کرد.

آنچه در عرصه چرخدنده رخ داده است، مطابق تجربه شخصی من پس از سالها کار در عرصه ، بدین شرح خلاصه می شود:

بیش از ۹۰% دانش فنی قابل کاربرد در مورد چرخدندهها در فاصله زمانی ۱۸۹۰ تا ۱۹۹۰ به دست آمده است.

صد سال گذشته را می توان به چهار دوره تقسیم کرد.

هر یک از این دوره ها تقریبا پیشرفت کلی یکسان با بقیه در عرصه هنر چرخدنده گری دارند.

این چهار دوره عبارتند از:

• ۱۹۳۰-۱۸۹۰

دروه نخست که در آن ساخت چرخدنده و مهندسی چرخدنده شناخته شدند و اساس و بنیادی پیدا کردند.

• ۱۹۶۰-۱۹۳۰

ساخت چرخدنده و مهندسی چرخدنده اساس گسترده ای پیدا کردند.

هنر چرخندنده گری اساسا به بلوغ رسید.

• ۱۹۸۰-۱۹۶۰

دروه پیشرفت هنگفت در صنعت چرخدنده. هنر چرخدنده گری بسیار پیچیده شد.

• ۱۹۹۰-۱۹۸۰

هنر قدیمی و جا افتاده چرخدنده گری شاهد دگرگونی های شدیدی همچون موارد ذیل شد:

• نوآوری در طراحی ماشین
• کنترل رایانه ای
• مواد جدید
• تولید روغنهای جدید 

راههای سنتی انجام کار در کارگاههای چرخدنده سازی یا در دفاتر طراحی چرخدنده همه رو به دگرگونی اساسی گذاردند.

هنر چرخدنده گری اکنون به پیچیدگی بسیار، توانمندی حیرت آور و گرایش گیج کننده به دور افکندن ماشین ها و اصول طراحی همین سی سال قبل دست یافته است!

صنعت چرخدنده اکنون بسیار پیشرفته است و شانه به شانه صنایع دیگری همچون:

• صنعت فضاپیمایی
• ماشین های دورنگاری
• پلاستیک ها
• لیزرها
• و بسیاری چیزهای دیگر می ساید.