اصلاح پروفیل چرخ‎دندۀ ساده به‌منظور کاهش خطای انتقال استاتیکی

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 4، دوره 29، شماره 2 - شماره پیاپی 18، شهریور 1397، صفحه 129-144   

نوع مقاله: مقاله کوتاه

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v29i2.54799

نویسندگان

شیدا محقق¹؛ مهرداد پورسینا^{* 2}

¹دانشگاه دولتی اصفهان

²دانشگاه اصفهان

چکیده

در پژوهش حاضر، تأثیر اصلاح پروفیل دندانۀ چرخ‌دندۀ ساده روی خطای انتقال استاتیکی مورد بررسی قرار می‌گیرد. خطای انتقال مهم‌ترین عامل ایجاد سروصدا در یک جفت چرخ‌دندۀ گیردار محسوب می‌شود. درابتدا خطای انتقال با تخمین نرمی دندانه به‌صورت تحلیلی محاسبه می‎گردد. نرمی چرخ‎دنده با درنظر گرفتن دندانه به‌صورت تیر یک‌سرگیردار، انعطاف‎پذیری بدنۀ چرخ‎دنده و اثرات تماسی هرتزین، تعیین می‎گردد. پس از تخمین خطای انتقال استاتیکی، به اصلاح پروفیل دندانه به چهار صورت اصلاح سردندانۀ چرخ‌دنده، سر و ریشۀ دندانۀ چرخ‎دنده، سردندانۀ پینیون و چرخ‌دنده و سر و ریشۀ دندانۀ پینیون و چرخ‎دنده پرداخته می‎شود. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد اصلاح سر و ریشۀ دندانۀ پینیون و چرخ‌دنده بهترین روش برای کاهش خطای انتقال می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

چرخ‌دندۀ ساده؛ سروصدا؛ خطای انتقال؛ اصلاح پروفیل

مراجع

1. Buckingham, E., "Analytical mechanics of gears", Courier Corporation, New York: Dover Publications, INC., (1988).

2. فرجی مهیاری، خدیجه، «مدل‎سازی دینامیکی و تحلیل مکانیزم جدید کنترل خودکار سرعت زاویه‎ای محورهای دوار»، مجلۀ علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک، سال 26، شمارۀ دو، (1394).

3. Harris, S.L., "Dynamic loads on the teeth of spur gears", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Vol. 172, No. 1, pp. 87-112, (1958).

4. Mark, W.D., "Analysis of the vibratory excitation of gear systems: basic theory", The Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 63, No. 5, pp. 1409-1430, (1978).

5. Athavale, S.M., Krishnaswami, R. and Kuo, E.Y., "Estimation of statistical distribution of composite manufactured transmission error", A precursor to gear whine, for a helical planetary gear system, No. 2001-01-1507, SAE Technical Paper, (2001).

6. Houser, D.R., Fred B.O., Mark J.V., Raymond J.D. and Joseph W.L. "Comparison of transmission error predictions with noise measurements for several spur and helical gears", In Proceedigns, 30th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, AIAA Paper# 94, Vol. 3366, (1994).

7. Åkerblom, M. and Pärssinen, M., "A study of Gear Noise and Vibration", Proceedings OST-99 Symposium on Machine Design, SE–100 44 Stockholm, ISSN 1400-1179, pp. 183–229, (2002).

8. Belsak, A. and Prezelj, J., "Identification of Noise Emission in a Gear Unit", Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 123, No. 5, pp. 2039-2044, (2008).

9. Tavakoli, M.S. and Houser, D.R., "Optimum profile modifications for the minimization of static transmission errors of spur gears", Journal of Mechanisms, Transmissions, and Automation in Design, Vol. 108, No. 1, pp. 86-94, (1986).

10. Bonori, G., Barbieri, M. and Pellicano, F., "Optimum profile modifications of spur gears by means of genetic algorithms", Journal of sound and vibration, Vol. 313, No. 3, pp. 603-616, (2008).

11. Dearn, K.D. and Walton, D., "Acoustic emissions from polymeric gears", Proceedings of the World Congress on Engineering, Vol. 2, No.1, pp. 978-988, (2009).

12. Kissling, E.U., "Effects of Profile Corrections on Peak-to-Peak Transmission Error", Gear Technology, pp. 52-61, July (2010).

13. Palmer, D. and Fish, M., "Evaluation of methods for calculating effects of tip relief on transmission error, noise and stress in loaded spur gears", Gear Technology, pp. 56-67, January/February (2012).

14. Tharmakulasingam, R., "Transmission error in spur gears: Static and dynamic finite-element modeling and design optimization", PhD, Diss. Brunel University School of Engineering and Design, London, (2010).

15. Cornell, R.W., "Compliance and stress sensitivity of spur gear teeth", Journal of Mechanical Design, Vol. 103, No. 2, pp. 447-459, (1981).

16. Matusz, J.M., O’donnell, W.J. and Erdlac, R.J., "Local flexibility coefficients for the built-in ends of beams and plates", Journal of Manufacturing Science and Engineering, Vol. 91, No. 3, pp. 607-613, (1969).

17. Laskin, I., Orcutt, F.K. and Shipley, E.E., "Analysis of noise generated by UH-1 helicopter transmission", No. MTI-67TR83, Mechanical Technology INC Latham NY, (1968).‏

18. Hua, D.Y. and Khonsari, M.M., "Application of transient elastohydrodynamic lubrication analysis for gear transmissions", Tribology transactions,Vol. 38, No. 4, pp. 905-913, (1995).

19. Kumar, P., Saini, P.K. and Tandon, P., "Transient elastohydrodynamic lubrication analysis of an involute spur gear using couple-stress fluid, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers", Part J, Journal of Engineering Tribology, Vol. 221, No. 6, pp. 743-754, (2007).

20. Dudley, D.W., "Dudley's gear handbook", Second Edittion, Boca Raton, London, New York: CRC Press, (2012).

21. Lin, H.H., Dennis, P.T. and Oswald, F.B., "Profile modification to minimize spur gear dynamic loading", Design Engineering Technical Conference NTIS, Orlando, Florida, September 24-28, (1988).

22. Hiroaki, E. and Nader, S., "Gearbox Simulation Models with Gear and Bearing Faults", First Edittion, USA: Intech Open Access Publisher, (2012).