Analysis of Contact Stresses and Slip in Power Shift Gearings Using Multi-Criterion Optimisation

• Autorzy: Zwolak Jan , Martyna Marek

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.5910

Warianty tytułu

PL

Analiza naprężeń kontaktowych i poślizgów międzyzębnych w przekładniach zębatych power shift z wykorzystaniem optymalizacji wielokryterialnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work analysed contact stresses and slippage occurring in specific toothed pairs of two power shift gearings with eight ratios. The analysed gearings have ratios of identical values. Differences in contact stresses and slippage values within individual toothed pairs of both gearings (at same values of input torque and engine speed) result from the internal configuration of the kinematic chains created by the toothed gears within individual gear ratios. The analysis included 5 characteristic contact points within the tooth engagement area. They were selected analytically depending on geometrical parameters of gears that constitute the toothed pair. Using computer-assisted design works that employ multi-criterion optimisation, it is possible to minimize slippage and take reasonable advantage of the fatigue contact durability of the material that was used for producing the toothed gears.

PL

W pracy analizowano naprężenia kontaktowe i poślizgi międzyzębne występujące w poszczególnych parach zębatych dwóch przekładni typu power shift o ośmiu stopniach przełożenia. Analizowane przekładnie zębate posiadają jednakową liczbę przełożeń oraz jednakowe ich wartości. Różnica w wartościach naprężeń kontaktowych i poślizgów międzyzębnych w poszczególnych parach zębatych obydwu przekładni, przy tych samych wartościach wejściowego momentu obrotowego i prędkości obrotowej, wynika z konfiguracji wewnętrznej łańcuchów kinematycznych utworzonych przez koła zębate na poszczególnych stopniach przełożenia. Do analizy wybrano 5 charakterystycznych punktów przyporu w strefie zazębienia, które określono analitycznie w zależności od parametrów geometrycznych kół tworzących parę zębatą. W pracach projektowych wspomaganych komputerowo przy stosowaniu optymalizacji wielokryterialnej istnieje możliwość racjonalnego wykorzystania zmęczeniowej wytrzymałości kontaktowej materiału, z którego wykonane są koła zębate oraz minimalizacja poślizgów międzyzębnych.

Słowa kluczowe

EN

multi-criterion optimisation; gear meshing; contact stress; slippage

PL

optymalizacja wielokryterialna; zazębienie kół zębatych; naprężenia kontaktowe; poślizg międzyzębny

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 4
• Strony: 79--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz, rys., tab. wykr., wz.

Twórcy

autor

Zwolak Jan

• The Jan Grodek State University in Sanok

autor

Martyna Marek

• Liugong Dressta Machinery Ltd., Stalowa Wola

Bibliografia

• 1. Materiały firmowe Huty Stalowa Wola, 2014.
• 2. Tanelli M., Panzaui G., Savaresi S.M., Pirola C.: Transmission control for power shift agricultural tractors. Mechatronics, vol. 21, February 2011.
• 3. Park S.M., Park T.W., Lee S.H., Han S.W., Kwon S.K.: Analytical study to estimate the performance of the power shift drive axle for a forklift. International Journal of Automotive Technology, vol. 11, 2010.
• 4. Molari G., Sedoni E.: Experimental evaluation of power losses in a power shift agricultural tractor transmission. Biosystems Engineering, vol. 100, June 2008.
• 5. Zwolak J.: Analiza olejowego układu przepływowego i jakości smarowania tarcz sprzęgłowych w przekładniach zębatych power shift. Tribologia, nr 4, 2014.
• 6. Muller L.: Przekładnie zębate. WNT, Warszawa 1996.
• 7. Amarnath M., Sujatha C., Swarnamani S.: Experimental studies on the effects of reduction in gear tooth stiffness and lubricant film thickness in a spur geared system. Tribology International., vol. 42, 2009.
• 8. Pedrero J.I., Pleguezuelos M., Artes M., Antona J.A.: Load distribution model along the line of contact for involute external gears. Mechanism and Machine Theory, vol. 45, 2010.
• 9. Martyna M., Zwolak J.: Program komputerowy z optymalizacją wielokryterialną PRZEKŁADNIA. www. gearbox.com.pl.
• 10. Huaiju Liu, Wei Wang, Caihao Zhu, Chenxu Jiang, Wei Wu, Parker R.G.: A microstructure sensitive contact fatigue model of a carburized gear. Wear, vol. 436 – 437, 15 October 2019.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).