پيش‌بيني عملكرد چرخ دنده‌هاي مارپيچ تحت رژيم روان‌كاري مخلوط

Prediction of Performance of Helical Gears under Mixed- Lubrication Regime

چرخ دنده‌ها يكي از اجزاي بسيار مهم در سيستم‌هاي انتقال قدرت مي‌باشند. از بين انواع چرخ-دنده‌ها، چرخ دنده هاي مارپيچ به علت ظرفيت بالاي انتقال توان و سروصداي كمتر بيشتر مورد استفاده قرار مي‌گيرند. هدف از اين تحقيق، ارايه مدلي براي تحليل درگيري يك دندانه چرخ دنده مارپيچ با لحاظ نمودن اثرات دما و زبري سطح است. در مدل حاضر هر چرخ دنده مارپيچ از تعداد محدودي چرخ دنده ساده ي باريك تشكيل شده كه هر يك نسبت به قبلي به ميزان زاويه كوچكي دوران داشته است. همچنين از جايگزيني دو استوانه معادل به جاي هرنقطه از تماس دو چرخ دنده استفاده شده است. با توجه به اين كه رژيم حاكم بر روان كاري چرخ دنده ها رژيم الاستوهيدروديناميك مخلوط است، بار كلي وارد شده بر دندانه، بين روان كار و زبري ها تقسيم شده است. تحليل درگيري و روان كاري دو چرخ دنده مارپيچ براساس روش تقسيم بار انجام شده است و مشخصه‌هاي عملكردي مانند ضخامت لايه روغن، ضريب اصطكاك و افزايش دماي روغن پيش‌بيني شده است. نتايج حاصل از روش تقسيم بار با نتايج ساير روش‌ها مقايسه شده است. دقت قابل قبول و زمان اجراي كوتاه از ويژگي هاي مطالعه ي پيش رو است.

Gears are one of the most important elements of any power transmission system. Among all types of gears, helical gears are more common due to their high capacity in power transmission as well as lower level of noise. The aim of this study is to present a model for analyzing the contact of teeth of helical gears considering thermal effects and surface roughness. In the present model, each helical gear is divided to several narrow spur gears in which each of the spur gears have a small rotation angle relative to the previous one. Also each contact point of gears is replaced with contact of two equivalent cylinders. Considering the fact that the governing regime for gears lubrication is the mixed-elastohydrodynamic regime, the total load of a tooth is carried by lubricant and asperitiesʹ contact. Meshing and lubrication analysis of a pair of helical gears is conducted based on the load-sharing concept and parameters such as film thickness, friction coefficient and temperature rise are predicted. The predictions based on the load-sharing concept are compared to other published results Acceptable accuracy, short execution time along with considering thermal and roughness effects are some of the major characteristics of this study.