Method of calculation of tribotechnical characteristics of the metal-polymer gear, reinforced with glass fiber, taking into account the correction of tooth

Chernets, Myron

doi:10.17531/ein.2019.4.2

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Method of calculation of tribotechnical characteristics of the metal-polymer gear, reinforced with glass fiber, taking into account the correction of tooth

Autorzy

Chernets Myron

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.17531/ein.2019.4.2

Warianty tytułu

Metoda obliczeniowa tribotechnicznych charakterystyk przekładni zębatych metal-polimerowych z poliamidu wzmocnionego włóknem szklanym z uwzględnieniem korekcji zębów

Języki publikacji

Abstrakty

The paper proposes a new method for calculating the service life, wear and contact pressures of metal-polymer gear drives with a correction profile. The effects of height and angular modification in a gear drive made of dispersive glass fibre-reinforced polyamide and steel on its contact and tribocontact parameters are determined. A numerical solution obtained for the gear with height correction has shown that the life of such gear is the longest when the profile correction coefficients x1 = −x2 = 0.1. It has been found that the service life of the gear with angular correction is shorter than that of the gear with correction height. The effects of gear tooth height and angular correction on maximum contact pressures and pinion wear are examined and determined.

Predstawiono opracowaną nową metodę obliczeniową resursu, zużycia oraz nacisków stykowych przekładni walcowej metal – polimerowej z korekcja uzębienia. Dla przekładni z kołami zębatymi z poliamidu wzmocnionego dyspersyjnym włóknem szklanym i stali zostało przeprowadzone oszacowanie wpływu korekcji technologicznej oraz konstrukcyjnej uzębienia na wskazane parametry kontaktu oraz tribokontaktu. Na podstawie numerycznego rozwiązania zagadnienia dla przypadku korekcji technologicznej zębów kół określono, że największa trwałość przekładni będzie, gdy współczynniki korekcji x1 = −x2 = 0.1. Ustalono, że wtedy przy korekcji konstrukcyjnej zębów trwałość przekładni będzie mniejsza nieżeli przy korekcji technologicznej. Został przebadany charakter wpływu korekcji technologicznej oraz konstrukcyjnej zębów na maksymalne naciski stykowe, zużycie zębnika oraz ustalono jego prawidłowości.

Słowa kluczowe

method for calculating service life wear and contact pressures metal-polymer spur gear drives dispersive glass fibre-reinforced polyamide height and angular correction gear life contact strength

metoda obliczeniowa resursu zużycia oraz nacisków stykowych przekładnia metal – polimerowa walcowa o zębach prostych poliamid wzmocniony dyspersyjnym włóknem szklanym korekcja technologiczna oraz konstrukcyjna trwałość przekładni naciski stykowe

Wydawca

Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne

Czasopismo

Eksploatacja i Niezawodność

Rocznik

2019

Tom

Vol. 21, no. 4

Strony

546--552

Opis fizyczny

Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chernets Myron

m.czerniec@pollub.pl

Department of Mechanical Engineering Lublin University of Technology ul. Nadbystrzycka 36, 20-816 Lublin, Poland

Bibliografia

1. Bharat G, Abhishek C, and Gautam V V. Contact stress analysis of spur gear. International Journal of Engineering Research and Technology 2012; 1: 1-7.
2. Brauer J, Andersson S. Simulation of wear in gears with flank interference - a mixed FE and analytical approach. Wear 2003; 254: 1216-1232, https://doi.org/10.1016/S0043-1648(03)00338-7.
3. Cathelin J, Letzelter E, Guingand M, De Vaujany J P, Chazeau L. Experimental and Numerical Study a Loaded Cylindrical PA66 Gear. Journal of Mechanical Design 2013; 135: 89-98, https://doi.org/10.1115/1.4023634.
4. Chernets M V, Kelbinski J, Jarema R Ja. Generalized method for the evaluation of cylindrical involute gears. Materials Science 2011; 1: 45-51, https://doi.org/10.1007/s11003-011-9366-9.
5. Chernets M ., Yarema R Y, Chernets J M. A method for the evaluation of the influence of correction and wear of the teeth of a cylindrical gear on its durability and strength. Part 1. Service live and wear. Materials Science 2012; 3: 289-300, https://doi.org/10.1007/s11003-012-9505-y.
6. Chernets M V, Chernets J M. Evaluation of the strength, wear, and durability of a corrected cylindrical involute gearing, with due regard for the engagement conditions. Journal of Friction and Wear 2016; 37 (1): 71-77, https://doi.org/10.3103/S1068366616010050.
7. Chernets M V, Chernets Y M. A technique for calculating tribotechnical characteristics of tractive cylindrical gear of VL - 10 locomotive. Journal of Friction and Wear 2017; 37 (6): 566-572, https://doi.org/10.3103/S1068366616060040.
8. Chernets M, Chernets J. The simulation of influence of engagement conditions and technological teeth correction on contact strength, wear and durability of cylindrical spur gear of electric locomotive. Proc. J. Mech. E. Part J: Journal of Engineering Tribology 2017; 231 (1): 57-62, https://doi.org/10.1177/1350650116645024.
9. Chernets M, Shil'ko S, Pashechko M. Study of wear resistance of reinforced polyamide composites for metal-polymer gear drives. Tribologia 2018; 3: 19 - 23, https://doi.org/10.5604/01.3001.0012.7003.
10. Chernets M V, Shil'ko S V, Pashechko M I, and Barshch M. Wear resistance of glass- and carbon-filled polyamide composites for metalpolymer gears. Journal of Friction and Wear 2018; 39 (5): 361 - 364, https://doi.org/10.3103/S1068366618050069.
11. Drozdov Y. To the development of calculation methods on friction wear and modeling. Wear resistance. Science, Moscow: Science, 1975: 120-135.
12. Flodin A, Andersson S. Wear simulation of spur gears. Tribotest J. 1999; 3(5): 225-250, https://doi.org/10.1002/tt.3020050303.
13. Flodin A, Andersson S. A simplified model for wear prediction in helical gears. Wear 2001; 249 (3-4): 285-292, https://doi.org/10.1016/S0043-1648(01)00556-7.
14. Hooke C J, Kukureka S N, Liao P, Rao M, Chen Y K. The Friction and Wear of Polymers in Non-Conformal Contacts. Wear 1996; 200: 83-94, https://doi.org/10.1016/S0043-1648(96)07270-5.
15. Grib V. Solution of tribotechnical tasks with numerous methods. Moscow: Science, 1982.
16. Kahraman A, Bajpai P, Anderson N Е. Influence of tooth profile deviations on helical gear wear. J. Mech. Des. 2005; 127 ( 4): 656-663, https://doi.org/10.1115/1.1899688
17. Kalacska G, et al. Friction and Wear of Engineering Polymer Gears. Proceedings of WTC2005 World Tribology Congress III, Sept. 12-16, 2005, Washington, https://doi.org/10.1115/WTC2005-63961.
18. Keresztes R, Kalacska G. Friction of Polymer/Steel Gear Pairs. Plastics and Rubber 2008; 45: 236-242.
19. Kindrachuk M V, Volchenko A I, Volchenko D A, Zhuravlev D Y, Chufus V M. Elektrodynamics of the Termal Contact Friction Interaction in Metal-Polymer Friction Couples. Material Science 2018; 54 (1): 69 - 77, https://doi.org/10.1007/s11003-018-0159-2.
20. Kolivand M, Kahraman A. An ease-off based method for loaded tooth contact analysis of hypoid gears having local and global surface deviations. J. Mech. Des. 2010; 132 (7): 0710041-0710048, https://doi.org/10.1115/1.4001722.
21. Pasta A, Mariotti Virzi G. Finite element method analysis of a spur gear with a corrected profile. J. Strain Analysis 2007; 42: 281-292, https://doi.org/10.1243/03093247JSA284.
22. Pronikov A. Reliability of machines. Moscow: Mashinostroenie, 1978.
23. Sajad H D, Vivek A, Mohammad J K, Arunish M. Investigation of bending stress on a spur gear tooth at design stage by finite element modelling. International Journal on Mechanical Engineering and Robotics 2015; 3: 13-18.
24. Shil'ko S V, Starzhinskii V E. Prediction of Wear Resistance of Gearing with Wheels Made of Reinforced Composites. Journal of Friction and Wear 1993; 14 (3): 7-13.
25. Shil'ko S V, Starzhinsky V E, Petrokovets E M, Chernous D A. Two-Level Calculation Method for Tribojoints Made of Disperse-Reinforced Composites: Part 1. Journal of Friction and Wear 2013; 34 (1): 65-69, https://doi.org/10.3103/S1068366613010133.
26. Sukumaran J, et al. Modelling Gear Contact with Twin-Disc Setup. Tribology International 2012; 49: 1-7, https://doi.org/10.1016/j.triboint.2011.12.007.
27. Sushil Kumar T, Upendra Kumar J. Stress analysis of mating involute spur gear teeth. International Journal of Engineering Research and Technology 2012; 1: 1-12.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-712d516f-025d-448a-98b5-6ec95c6b3768