Skip to main content
SUPERVISOR
Peiman Mosaddegh,Saleh Akbarzadeh,Ehsan Foroozmehr
پیمان مصدق (استاد راهنما) صالح اکبرزاده (استاد راهنما) احسان فروزمهر (استاد مشاور)
 
STUDENT
Aref Bahrami ghahnavieh
عارف بهرامی قهنویه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Investigation on the Effective Factors on the Surface Damage of Bevel Gear's Teeth in Heavily Loaded Condition
Bevel gears are one of the key elements of the power transmitting system with intersecting axes. Similar to other types of gears, study on the tribology aspects of bevel gears is important to have a perfect design and acceptable protection against wear and surface fatigue. Parameters such as lubricant film thickness and friction coefficient play an important role in bevel gear's life time. Geometrical complexity of bevel gears, however, makes it difficult to obtain distribution of these parameters for points in contact. The lubrication regime for gears is mainly mixed-elastohydrodynamic lubrication (mixed-EHL) to which lots of researches has been devoted so far. Gears, like other mechanical elements, have rough surfaces and thus it is important to consider the surface roughness in gear-contact modeling. The purpose of this study is to model bevel gear contact considering surface roughness. Each pair of straight bevel gear teeth is replaced with multiple pairs of spur gear teeth using Tredgold approximation. The transmitted load and radii of curvature are evaluated for substituted spur gears. The summation of spur gears width is equal to bevel gear face width. At each point, contact of bevel gear teeth is replaced with two cylinders. The film thickness and friction coefficient are calculated under mixed-lubrication regime in straight bevel gears. These two parameters are important in surface protection of bevel gears. Then, using the Johnson's load-sharing concept and considering elastic, elasto-plastic and plastic deformation for asperities, the load carried by asperities and lubricant film are predicted. Two components for friction coefficient (which are the asperities and the fluid film components) are considered. It is known that under mixed-lubrication regime, the friction coefficient due to the contact of asperities is higher than the friction coefficient due to the shear of the lubricant film. Thus, establishing a full EHL lubrication regime makes a considerable decease in friction coefficient. The parametric study has been conducted to investigate the effect of load, speed, material hardness and roughness on the film thickness and friction coefficient. Increase in applied torque result in a decrease in the lubricant film thickness. It has been shown that increasing the rolling speed results in an increase in the thickness of lubricant film and thus, decreases in friction coefficient. Increasing the velocity results in an increase in the lubricant film thickness and consequently the friction coefficient will decrease. Increase in surface roughness results in more asperity- to- asperity contact and thus increase the load carried by asperities and naturally increase in the friction coefficient. Material's hardness acts as spring's stiffness. Increase in the hardness of the gears results in an increase in the load carried by asperities. The contact simulation of bevel gear is conducted using Abaqus software the results are compared to the simulation results. The effect of misalignment on the contact stress has been studied. According to the results obtained, the Hertzian stress value is constant along face width while the load acting on teeth changing along the face width. Keyword : straight bevel gear, equivalent spur gear, load shearing concept, friction coefficient, film thickness
هدف از انجام این تحقیق مدلسازی تماس دندانه های چرخدنده مخروطی با درنظرگرفتن زبری سطح است. با استفاده از تقریب تردگولد می توان تماس دندانه های چرخدنده مخروطی را از نوع تماس خطی درنظر گرفت. با استفاده از مفهوم چرخدنده مجازی،چرخدنده مخروطی در امتداد پهنای دندانه با چندین چرخدنده ساده مجازی معادل با آن جایگزین شده است،که مجموع پهنای این چرخدنده های ساده با پهنای چرخدنده مخروطی مورد نظر برابر است. تماس دندانه ها در هر نقطه با تماس دو استوانه معادل جایگزین شده است. شعاع و بار اعمالی استوانه ها از هندسه و بار چرخدنده اولیه پیروی می کنند. این مدلسازی منجر به یافت پارامترهای مهمی از جمله ضخامت فیلم سیال، تنش سطحی هرتزین و ضریب اصطکاک می گردد. سهم زبری ها و فیلم سیال درتحمل بارکل تعیین شده و اثر پارامترهای مختلف بر تغییر این سهم ها بررسی شده است. در سرعت های خطی بالا رژیم روانکاری از نوع الاستوهیدرودینامیک خواهدبود و در سرعت های خطی پایین تر رژیم روانکاری به رژیم مخلوط متمایل خواهدشد. سهم بار تحمل شده توسط زبری ها و فیلم روانکار مشخص شده است. همچنین تحلیل مسئله تماس دندانه های چرخدنده مخروطی در نرم افزار آباکوس انجام گرفته و با استفاده از آن تنش های تماسی محاسبه گردیده و با تنش های به دست آمده از حل عددی مقایسه شده اند. در نهایت به بررسی اثرات ناهمراستایی چرخدنده ها بر روی مقادیر تنش ها و نحوه توزیع آنها پرداخته شده است. ناهمراستایی های اعمال شده سبب کاهش سطح درگیری دو چرخدنده و در نتیجه افزایش چشمگیر مقادیر تنش تماسی شده است. کلمات کلیدی: چرخدنده مخروطی ساده، چرخدنده ساده معادل، روش تقسیم بار، ضریب اصطکاک، ضخامت فیلم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی