Skip to main content
SUPERVISOR
Peiman Mosaddegh,Saleh Akbarzadeh
پیمان مصدق (استاد مشاور) صالح اکبرزاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Abolfazl Ebrahimi serest
ابوالفضل ابراهیمی سرست

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
Gears can be considered as a key element in the power transmitting systems. Although gears enjoy relatively a high efficiency, they can cause a noticeable amount of energy waste as well as surface wear. Therefore, improvement in design and working conditions of gears is important in decreasing power loss and surface wear. Key subjects related to gears lubrication are film thickness and friction coefficient. The aim of this study is to present a model for predicting performance of lubricated contact of helical gears considering surface roughness. Initially, helical gears geometry analysis is conducted based on dividing the gear into a number of spur gears. The minimum elastic potential energy theory is then used to analyze helical gear’s loading. Load distribution is calculated using an approximate equation. Using this method has two advantageous: ability to calculate non-uniform load distribution on the tooth and a continuous analysis along the contact line. Then, the load-sharing concept will be used for the mixed-lubrication regime. In this model, each of the contact points is replaced with two cylinders. Also, the contact between two rough surfaces is replaced by the contact between a rough surface and a rigid flat surface. Then, lubrication analysis will be conducted on these cylinders. In this study, temperature effects are considered approximately in the calculation. A thermal correction factor is employed to include the thermal effects on the film thickness. A real roughness profile measured with Stylus profilometer for a ground surface is used and deformation conditions for each asperities is examined. Three types of asperities deformation (elastic, elasto-plastic and plastic) are considered in this study. The represented model is used for both uniform loading and non-uniform loading assumption on tooth. Predicted results for both the uniform and the non-uniform assumptions are separately validated. Acceptable precision and short execution time are characteristics of this study. Using this model, it is possible to optimize the designing of gear and their working conditions in order to increase efficiency and decrease surface damage. Keyword: Helical gear, Lubrication, load-shearing concept, friction coefficient, Surface roughness, Load distribution
چرخ¬دنده¬ها را می¬توان از رایج¬ترین ابزار در¬میان اجزاء انتقال¬دهنده توان در سیستم¬های مکانیکی به¬شمار آورد. مانند دیگر اجزاء یک سیستم، چرخ¬دنده¬ها هم با وجود راندمان کاری بالا، مقدار قابل ملاحظه¬ای از توان را مصرف می¬کنند و همچنین ممکن است به¬طور جـدی دچار آسیب‌هایی ماننـد سـایش شوند. بنابراین بهبــود در طـراحی و شـرایط کاری چرخ¬دنـده¬هـا کماکان می¬توانـد به¬میـزان قابـل-توجهی در کاهش توان هدررفت اصطکاکی و سـایش سطح دندانه¬های چرخ¬دنده مؤثر باشد¬. موضوع کلیدی مرتبط با روان¬کاری چرخ-دنـده‌ها، ضخامت فیلم و پارامترهای وابسته به آن و همچنین ضریب اصطکاک و هدررفت انرژی است. هدف از این تحقیق، ارائه مدلی برای پیش‌بینی سریع عملکرد چرخ¬دنده مارپیچ با لحاظ نمودن روان‌کار و زبری سطح است. ابتدا تحلیل درگیری دو چرخ¬دنده مارپیچ با تقسیم نمودن آن به تعداد محدودی چرخ¬دنده ساده انجام می¬شود. برای تحلیل بارگذاری چرخ¬دنده مارپیچ، از تئوری انرژی پتانسیل الاستیک مینیمم استفاده شده است و با استفاده از یک معادله تقریبی، توزیع بار حاصل شده است. استفاده از این روش، دو فایده داشته است. فایده اول، محاسبه توزیع بار غیر یکنواخت بر روی دندانه است و فایده دوم، نتیجه شدن یک تحلیل پیوسته در طول خط تماس است. در ادامه با تعیین رژیم مخلوط حاکم بر روان¬کاری چرخ¬دنده، مفهوم تقسیم بار اعمال می¬شود. در این مدل، هر نقطه تماس با دو استوانه جایگزین شد. همچنین تماس بین دو سطح زبر با تماس بین یک سطح صاف صلب و یک سطح زبر جایگزین شد. بنابراین تحلیل روان¬کاری بر روی این استوانه¬های جایگزین انجام خواهد شد. محاسبه شعاع استوانه¬های جایگزین و سرعتشان، توسط یک مختصات هندسی ساده انجام شده است. در این مطالعه اثرات دمایی به¬طور تقریبی وارد محاسبات می¬شود و همچنین برای تحلیل تماس زبری¬ها، از یک پروفیل واقعی زبری استفاده خواهد شد که شرایط متفاوت تغییر شکل هر یک از زبری¬ها مورد بررسی قرار خواهد گرفت. برای تحلیل دمایی با فرض بارگذاری غیریکنواخت، تنها اثرات دمایی لحاظ شده¬اند. اما برای انجام تحلیل روان¬کاری تحت فرض بارگذاری یکنواخت، دمای کاری با استفاده از یک معادله تقریبی محاسبه شده است. در این مطالعه، هر سه نوع تغییرشکل زبری¬ها (الاستیک، الاستوپلاستیک و پلاستیک) لحاظ شده است. مدل تحلیلی بیان¬شده، برای دو فرض بارگذاری یکنواخت و غیر یکنواخت بر روی دندانه انجام می¬شود. برای انجام هر قسمت از این مدل تحلیلی از روش¬هایی با دقت بالا استفاده شده است و برای هر قسمت، سعی بر اعتبارسنجی نتایج با مطالعات موجود معتبر شده است. نتایج به¬دست¬آمده، به¬طور جداگانه برای هر دو فرض یکنواخت و غیریکنواخت، مورد اعتبارسنجی قرار گرفتند. که در هر دوحالت، نتایج دارای اعتبار قابل قبول بوده¬اند. دقت و سرعت پاسخگویی بالا، جامعیت مدل و اقامه فرض¬های درست از ویژگی¬های مطالعه¬ی پیش¬رو می¬باشد. از مدل حاضر می¬توان در بهین کردن طراحی چرخ-دنده و شرایط کاری آن جهت افزایش راندمان و کاهش آسیب استفاده نمود. کلمات کلیدی: 1- چرخ¬دنده مارپیچ 2- روان¬کاری 3- روش تقسیم بار 4- ضریب اصطکاک 5- زبری سطح 6- توزیع بار

ارتقاء امنیت وب با وف بومی