The analysis of the slippage and contact stress in the meshing of the power-shift type gear

• Autorzy: Zwolak J. , Marek M.

Warianty tytułu

PL

Analiza poślizgu międzyzębnego i naprężeń kontaktowych w zazębieniu kół przekładni zębatej typu power shift

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work is an analysis of gear slippage and contact stresses in toothed gears of a six-shaft power shift gearing. Gear meshing contains 5 characteristic contact points located within the active surface of a tooth. The contact points are as follows: A – beginning of a tooth involute profile located within double-tooth engagement area; B – the end-point of double-tooth engagement constituting the beginning of single-tooth engagement area; C – pitch point, referred to also as the central contact point; D – the last point of the single-tooth engagement being at the same time the starting point of the double-tooth engagement area, which is a part of the tooth tip; and, E – point at the tooth tip that closes the double-tooth engagement area. The location of individual contact points and the resulting slippage and contact stress values depend on the geometrical parameters of cooperating gear wheels. The inter-relationship suggests that, in power shift gearings, the contact points have as many positions within the active surface as there are cooperating gear wheels.

PL

W pracy przeprowadzono analizę poślizgu międzyzębnego i naprężeń kontaktowych kół zębatych w 6-stopniowej przekładni power shift. W zazębieniu kół zębatych wyróżniono 5 charakterystycznych punktów przyporu występujących na wysokości czynnej zęba. Punktami tymi są: A – początek czynnego zarysu ewolwentowego zęba należący do strefy dwuparowego zazębienia, B – punkt końca strefy dwuparowego zazębienia będący równocześnie początkiem strefy jednoparowego zazębienia, C – biegun zazębienia zwany też centralnym punktem zazębienia, D – punkt końca strefy jednoparowego zazębienia, a rozpoczynający strefę dwuparowego zazębienia należącą do głowy zęba, E – punkt na wierzchołku zęba zamykający strefę dwuparowego zazębienia. Położenie poszczególnych punktów przyporu, a wraz z tym wartości poślizgu i naprężeń kontaktowych uzależnione jest od parametrów geometrycznych kół współpracujących. Zależności wskazują, że w przypadku przekładni power shift punkty przyporu będą miały tyle położeń na wysokości czynnej zęba, ile jest z nim kół współpracujących.

Słowa kluczowe

EN

gear meshing; slippage; contact stress; numerical tests; optimization

PL

zazębienie kół zębatych; poślizg międzyzębny; naprężenia kontaktowe; badania numeryczne; optymalizacja

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 5
• Strony: 229--241
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Zwolak J.

• University of Rzeszów, al. Rejtana 16a, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Marek M.

• Liugong Dressta Machinery, ul. Kwiatkowskiego 1, 37-450 Stalowa Wola, Poland

Bibliografia

• 1. 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.
• 2. Materiały firmowe Huty Stalowa Wola, 2014.
• 3. Molari G., Sedoni E.: Experimental evaluation of power losses in a power shift agricultural tractor transmission. Biosystems Engineering, vol. 100, June 2008.
• 4. Tanelli M., Panzaui G., Savaresi S. M., Pirola C.: Transmission control for power shift agricultural tractors. Mechatronics, vol. 21, February 2011.
• 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. 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.
• 8. Martyna M., Zwolak J.: Program komputerowy z optymalizacją wielokryterialną PRZEKŁADNIA. www.gearbox.com.pl.
• 9. ISO Standard 6336, 1996: Calculation of load capacity of spur and helical gears.
• 10. Jabbour T., Asmar G.: Tooth stress calculation of metal spur and helical gears. Mechanism and Machine Theory, vol. 92, October 2015.
• 11. Yegen I., Usta M.: The effect of salt bath cementation on mechanical behavior of hot-rolled and cold-drawn SAE 8620 and 16MnCr5 steels. Vacuum, vol. 85, 2010.
• 12. Osman T., Velex Ph.: A model for the simulation of the interactions between dynamic tooth loads and contact fatigue in spur gears. Tribology International, vol. 46, 2012.
• 13. 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.
• 14. Sanchez M. B., Pedrero J.I., Pleguezuelos M.: Contact stress calculation of high transverse contact ratio spur and helical gear teeth. Mechanism and Machine Theory, vol. 64, June 2013.
• 15. Pedrero J. I., Pleguezuelos M., Munoz M.: Contact stress calculation of undercut spur and helical gear teeth. Mechanism and Machine Theory, vol. 46, November 2011.
• 16. Tuszyński W., Michalczewski R., Szczerek M., Kalbarczyk M.: A new scuffing shock test method for the determination of the resistance to scuffing of coated gears. Archives of Civil and Mechanical Engineering, vol. 12, December 2012.
• 17. Bobach L., Beilicke R., Bartel D., Deters L.: Thermal elastohydrodynamic simulation of involute spur gears incorporating mixed friction. Tribology International, vol. 48, 2012.
• 18. Li B., Sansavini G.: Effective multi-objective selsction of inter-subnetwork power shifts to mitigate cascading failures. Electric Power Systems Research, vol. 134, May 2016.
• 19. Zwolak J., Palczak A.: The effect of the gear teeth finishing method on the properties of the teeth surface layer and its resistance to the pitting wear creation. Journal of Central South Uniwersity, vol. 23, issue 1, January 2016.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.