Magistarski rad

“Istraživanje zaribavanja cilindričnih evolventnih zupčanika”

sažetak

Analiziran je temperaturni udar koji ima presudnu ulogu u mehanizmu zaribavanja. Modificiran je izraz za računanje temperaturnog udara, koji se koristi u različitim standardima, uzimanjem u obzir promjene viskoziteta uslijed rasta temperature na ulasku u zahvat te različitih raspodjela opterećenja na zube u zahvatu.

 Analiziranjem promjene temperaturnog udara, uočeni su mogući položaji maksimalnog temperaturnog udara duž linije zahvata, što može umnogome olakšati i ubrzati izračunavanje stupnja sigurnosti protiv zaribavanja prema kriteriju temperaturnog udara. U većini slučajeva nije potrebno računati vrijednost temperaturnog udara u velikom broju točaka zahvata, već je dovoljno usporediti vrijednosti temperaturnog udara u nekoliko karakterističnih točaka zahvata.

Izvršena je optimalizacija zupčanog para obzirom na temperaturni udar, te su dobiveni faktori pomaka profila za koje je maksimalna vrijednost temperaturnog udara u zahvatu najmanja. Temperaturni udar je najmanji za visoke vrijednosti sume faktora pomaka profila, te je manji što je suma broja zubi zupčanika veća. Dakle, korištenje zupčanika s većim brojem zubi uz veću sumu faktora pomaka profila daje mnogo manje vrijednosti temperaturnog udara u zahvatu.

Osim stupnja sigurnosti protiv zaribavanja u razmatranje su uključeni i ostali stupnjevi sigurnosti i to: stupanj sigurnost protiv zamora materijala od savijanja u korijenu zuba, stupanj sigurnosti protiv pojave rupičenja na bokovima zuba, stupanj sigurnosti protiv probijanja uljnog sloja i stupanj sigurnosti protiv trošenja. Optimalizacijom zupčanog para obzirom na funkciju cilja, koja je definirana kao produkt pojedinačnih stupnjeva sigurnosti, utvrđeno je da vrijednost funkcije cilja raste sa sumom faktora pomaka profila i brojem zubi zupčanika.

Optimalizacijom zupčanog para, obzirom na formiranu funkciju cilja, uz konstantnu sumu faktora pomaka profila, uočeno je da se optimalni faktori pomaka profila nalaze na pravcu, čija je jednadžba izvedena na osnovi optimalizacije stotinjak zupčanih parova. Njenim korištenjem se, za zadane brojeve zubi zupčanika i unaprijed odabranu sumu faktora pomaka profila, može jednostavno izvršiti optimalna raspodjela faktora pomaka profila.

summary

The temperature flash in the meshing zone of gears with standard involute toothing, which has crucial impact in scuffing mechanism, is analysed. The known expressions for temperature flash calculation are modified taking into account viscosity change due to temperature increase at the entrance to the meshing zone, and different distributions of load sharing between various pairs of teeth in mesh along the path of contact.

Possible positions of maximal temperature flash along the path of contact are observed which can significantly lighten and speed up scuffing load capacity calculation. In most cases there is no need for temperature flash calculation in a great number of points along the path of contact, but it is sufficient to compare temperature flash values in a few characteristic points.

The gear pair optimisation in respect to temperature flash is performed. Optimal overlap factors for which maximal value of temperature flash along the path of contact is minimal are derived. Temperature flash is the lowest for high values of overlap factors sum, and decreases with decreasing gear pair teeth number. Therefore, using gears with higher teeth number and with higher sum of overlap factors gives much smaller values of temperature flash.

Besides scuffing safety factor, others safety factors are taken into account, such as: Root-bending stress safety factor, Pitting safety factor, Oil film thickness safety factor and Wear safety factor. The objective function, which is defined as a product of previously mentioned safety factors, is optimised. It is established that objective function value increases with overlap factor sum and with gear teeth number.

When sum of overlap factors is constant objective function optimisation shows that optimal overlap factors are on the straight line, which equation is derived on the basis of optimisation of about hundred gear pairs. By means of the derived equation for the given gear teeth number and the sum of overlap factors distribution of overlap factors leading to optimal overall safety can easily be obtained.

Zadnja izmjena:  05.01.2010., od  26.11.2004. stranica je posjećena  puta.