Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của hình dạng răng và độ nhám bề mặt đến sự mòn của bánh răng trụ trong điều kiện nhiệt độ
Tóm tắt
Mòn bánh răng là một chế độ hỏng hóc quan trọng trong các hệ thống bánh răng, làm thay đổi hình dạng răng. Sự mòn bánh răng có liên quan chặt chẽ đến lực ma sát trượt, và sự gia tăng nhiệt độ do ma sát có thể làm thay đổi chế độ bôi trơn. Do đó, nghiên cứu này đã phân tích đặc tính mòn của bánh răng trụ với sự xem xét đến nhiệt độ ảnh hưởng đến hình dạng răng và độ nhám bề mặt. Để thực hiện điều này, tải trọng của bánh răng trụ theo ma sát đã được xác định bằng cách giải các phương trình đồng thời bao gồm các phương trình tải trọng-biến dạng và phương trình cân bằng mômen. Tiếp theo, áp suất tiếp xúc và lưu lượng nhiệt tại vị trí ăn khớp đã được tính toán. Nhiệt độ khối do lưu lượng nhiệt được xác định thông qua phân tích phần tử hữu hạn. Hơn nữa, nhiệt độ bùng nổ cũng đã được tính toán. Phân tích mòn bao gồm các tham số tính đến ảnh hưởng của sự gia tăng nhiệt độ đối với các đặc tính của phim bôi trơn. Độ sâu mòn của bánh răng trụ được tính toán bằng công thức mòn Archard đã được điều chỉnh với các tham số. Kết quả cho thấy độ nhám bề mặt làm tăng nhẹ độ sâu mòn trong khi tác động của nhiệt độ làm giảm độ sâu mòn. Sự mòn bị thay đổi bởi hình dạng răng và làm tăng sai số truyền.
Từ khóa
#mòn bánh răng #hình dạng răng #độ nhám bề mặt #ma sát trượt #nhiệt độ #phân tích phần tử hữu hạnTài liệu tham khảo
J. F. Archard, Contact and rubbing of flat surfaces, J. Appl. Phys., 24 (1953) 981–988.
S. Wu and H. S. Cheng, Sliding wear calculation in spur gears, ASME J. Tribol., 115 (1993) 493–500.
A. Flodin and S. Andersson, Simulation of mild wear in spur gears, Wear, 207 (1997) 16–23.
A. Flodin, Wear of spur and helical gears, Ph.D. Thesis, KTH Stockholm (2000).
H. Ding and A. Kahraman, Interactions between nonlinear spur gear dynamics and surface wear, J. Sound Vib., 307 (2007) 662–679.
T. Osman and P. Velex, Static and dynamic simulations of mild abrasive wear in wide-faced spur and helical gears, Mech. Mach. Theory, 45 (6) (2010) 911–924.
E. P. Kingsbury, Some aspects of the thermal desorption of a boundary lubricant, J. Appl. Phys., 29 (1958) 888–891.
C. N. Rowe, Some aspects of heat of adsorption in function of a boundary lubricant, ASLE Trans., 9 (1966) 101–111.
A. Beheshti and M. M. Khonsari, An engineering approach for the prediction of wear in mixed lubricated contacts, Wear, 308 (2013) 121–131.
M. Masjedi and M. M. Khonsari, An engineering approach for rapid evaluation of traction coefficient and wear in mixed EHL, Tribol. Int., 92 (2015) 184–190.
M. Masjedi and M. M. Khonsari, On the prediction of steady-state wear rate in spur gears, Wear, 342 (2015) 234–243.
H. Wang, C. Zhou, Y. Lei and Z. Liu, An adhesive wear model for helical gears in line-contact mixed elastohydrodynamic lubrication, Wear, 426–427 (2019) 896–909.
W. Chen, Y. L. Lei and Y. Fu, A study of effects of tooth surface wear on time-varying mesh stiffness of external spur gear considering wear evolution process, Mech. Mach. Theory, 155 (2021) 104055.
X. Zhang, J. Zhong, W. Li and M. Bocian, Nonlinear dynamic analysis of high-speed gear pair with wear fault and tooth contact temperature for a wind turbine gearbox, Mech. Mach. Theory, 173 (2022) 104840.
C. I. Park, Tooth friction force and transmission error of spur gears due to sliding friction, J. Mech. Sci. Technol., 33 (3) (2019) 1311–1319.
Y. Shi, Y. Yao and J. Fei, Analysis of bulk temperature field and flash temperature for locomotive traction gear, Appl. Therm. Eng., 99 (2016) 528–536.
C. M. C. G Fernandes, D. M. P Rocha, R. C Martins, L. Magalhaes and J. H. O. Seabra, Finite element method model to predict bulk and flash temperature on polymer gears, Tribol. Int., 120 (2018) 255–268.
C. I. Park and J. H. Kim, Effect of tooth profile on the bulk temperature of spur gears, Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, 45 (12) (2021) 1127–1135.
H. Blok, Theoretical study of temperature rise at surfaces of actual contact under oiliness lubrication conditions, Proc. Gen. Discuss. Lubrication, 2 (1937) 222–235.
H. Blok, The flash temperature concept, Wear, 6 (6) (1963) 483–494.
M. Taburdagitan and M. Akkok, Determination of surface temperature rise with thermo-elastic analysis of spur gears, Wear, 261 (5–6) (2006) 656–665.
M. Priest and C. M. Taylor, Automobile engine tribology - approaching the surface, Wear, 241 (2000) 193–203.
H. Xu, A. Kahraman, N. E. Anderson and D. G. Maddock, Prediction of mechanical efficiency of parallel-axis gear pairs, ASME J. Mech. Design, 129 (1) (2007) 58–68.
M. S. Tavakoli and D. R. Houser, Optimum profile modifications for the minimization of static transmission errors of spur gears, ASME J. Mech. Transm. Autom. Design, 108 (1986) 86–95.