Zbadano wpływu parametrów wytwarzania, tzn. infiltracji miedzią, na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne kół zębatych wytworzonych techniką metalurgii proszków na bazie proszku żelaza Distaloy AQ. Zakres badań obejmował określenie zmiany wymiarów kół oraz ich gęstości, przed i po procesie infiltracji, pomiar wytrzymałości na statyczne zginanie zębów, pomiar mikrotwardości kół zębatych oraz analizę ich mikrostruktury. Koła zębate podzielono na cztery grupy; jedna z nich nie była infiltrowana miedzią, pozostałe trzy infiltrowano kolejno jednym (1,4% Cu), dwoma (2,8% Cu) i trzema (4,2% Cu) miedzianymi pierścieniami. Stwierdzono, że infiltracja miedzią powoduje wzrost wytrzymałości na zginanie badanych spieków, lecz tylko w przypadku zawartości 1,4% Cu. Większa ilość miedzi powoduje obniżenie wytrzymałości na zginanie zębów kół. Badania wykazały również, że infiltracja miedzią nie wpływa korzystnie na mikrotwardość kół zębatych.
EN
The influence of production parameters i.e., copper infiltration, on the microstructure and mechanical properties of gear wheels initially manufactured by powder metallurgy was investigated. Distaloy AQ iron powder was used for production these gears. The scope of research included the determination of changes in the dimensions of the gear wheels and their density, before and after the infiltration process, measurement of the strength to static bending, measurement of the microhardness of the gear wheels and analysis of their microstructure. The gear wheels are divided into four groups; one of them was not infiltrated with copper, the remaining three were infiltrated successively with one (1.4% Cu), two (2.8% Cu) and three (4.2% Cu) copper rings. It was found that copper infiltration increases the bending strength of the tested sinters, but only in the case of 1.4% Cu content. The greater amount of copper reduces the bending strength of the gear wheels. Research has also shown that copper infiltration does not have a positive effect on the microhardness of gear wheels.
The following paper presents the analysis and synthesis of technological schemes, processes, tools and equipment for processing of conical gears and precession gears with medium module. As a result, a new method which allows to intensify the process of treatment, is proposed. It ensures a required accuracy of processing. The theoretical considerations are based on the theory of gear drives, theory of involute profiles generation and precession gears, generating machine, tool design theory and machine building technology. Methods of mathematical analysis, analytic geometry, mathematical model and 3D computer model are used. The experimental research was conducted in laboratories of the Departments of Machine Building Technology and the Department of Fundamentals of Machines Design at the Technical University of Moldova, by using machines and technological equipment for machining and testing. Experimental data processing was accomplished using approximation methods and mathematical statistics.
The purpose of modern surface hardening technology is obtaining reproducible, precisely planned parameters of the carburized layer, minimizing the negative phenomena that result in dimensional changes after hardening and making it possible to determine the nature and magnitude of these changes. This concerns mainly the concept of single-piece flow in heat treatment applied for the purposes of mass production, employing a special autonomous 4D Quenching chamber for high pressure gas quenching (HPGQ). The main components of the 4D Quenching chamber include a system of cooling nozzles surrounding the processed item and providing a uniform inflow of cooling gas from all directions (3D) and a table rotating together with the item processed, contributing to uniform cooling (4D). Within the framework of this paper there was studied the impact of gear wheel quenching in a 4D Quenching chamber using nitrogen at pressure of 6 and 10 bar on changes in geometry. Geometric measurements of facewidth of gear, hole diameter and outside diameter were performed before and after carburization and quenching. The results obtained allowed us to determine the impact of quenching pressure inside a 4D Quenching chamber on dimensional changes in gear wheels analyzed. The thermo-chemical treatment resulted in a decrease in outside diameters and hole diameters measured and an increase in facewidth of gears.
Zbadano możliwości wykorzystania nanokompozytów na osnowie nienasyconych żywic poliestrowych (UP) (Polimal® 103 i Polimal® 109) z dodatkiem nanonapełniaczy Nanobent® (ZR1 i ZR2) w technologii Vacuum Casting (VC). Oceniono reaktywność (czas żelowania i maksymalną temperaturę utwardzania) kompozycji odlewniczych oraz ich właściwości tiksotropowe, wpływające w istotny sposób na przebieg procesu technologicznego wytwarzania prototypów kół zębatych w matrycach silikonowych. Za pomocą systemu optycznego ATOS II Triple Scan Blue Light firmy GOM oznaczono zależność dokładności wymiarów geometrycznych otrzymanych modeli kół zębatych od rodzaju nanonapełniacza i jego zawartości w kompozycie.
EN
The possibility of application of nanocomposites based on unsaturated polyester resin matrix (Polimal® 103 and Polimal® 109) and nanofillers Nanobent® (ZR1 and ZR2) in Vacuum Casting technology (VC) was investigated. The reactivity of the molding compositions (gel time and maximum curing temperature) as well as their thixotropic properties, which have an important impact on the technology process of prototyping gears in silicone matrices, were assessed. Using the optical measuring system ATOS II Triple Scan Blue Light (GOM) the dependence of geometric dimension accuracy of the gear wheel models on the type of nanofiller and its content in the composite was determined.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono krytyczną analizę obecnie spotykanych metod automatyzacji fazowania i zatępiania krawędzi uzębienia kół zębatych. Na tej podstawie zaproponowano nową metodę, która bazuje na wykorzystaniu pięcioosiowego centrum obróbkowego. Sformułowano zależności analityczne, które umożliwiają wyznaczenie współrzędnych punktów charakterystycznych, tj. punktu początkowego i końcowego linii ewolwentowej zęba oraz punktu początkowego i końcowego linii przejściowej, która definiuje linię dna wrębu. Na tej podstawie można zdefiniować ścieżkę narzędzia i opracować program CNC. Omówiono narzędzia ścierne i wiórowe do wykonywania zatępień zębów twardych i faz zębów miękkich. Geometria tych narzędzi istotnie wpływa na ścieżkę (tor) narzędzia. Przedstawiono także wyniki pierwszych eksperymentalnych prób fazowania krawędzi uzębień na centrum obróbkowym DMU 60MB.
EN
The paper presents a critical analysis of actual used methods os automation of edge chamfering and rounding of gear wheels. Based on the analysis a new method was proposed using a five-axis machining centre. Analytical relationships were formulated which make possible to calculate the characteristic points, it means, the starting point and finishing point of involutes line of the teeth and starting point and finishing point of passing line, which defines the line of bottom kerf. Having all the points somebody has a possibility to generate a path of cutting tool and the CNC program. Except that the cutting and abrasive tools for edge chamfering and rounding of gear wheels were discussed. Geometry of such tools has an important influence on the cutting tool's path. Some preliminary results of experimental examples of edge chamfering and rounding, using machining centre type DMU 60MB were shown.
W artykule podjęto próbę rozwiązania problemu wyrównywania obciążeń w zazębieniach przekładni planetarnych, przez zastosowanie innowacyjnego pomysłu konstrukcyjnego, polegającego na zwiększeniu podatności kół obiegowych (satelitarnych). Przedstawiono również koncepcję nowatorskiego stanowiska badawczego oraz metodykę badań wpływu dzielonych kół satelitarnych na przebieg obciążenia w zazębieniach przekładni planetarnych maszyn roboczych.
EN
This article attempts to solve the problem of load compensation in meshing teeth of planetary gears, with the innovative idea of design, resulting from the increased susceptibility of planet wheels (satellite). It also presents a novel concept of test stand and design methodology on the influence of sectional satellite wheels to course load in meshing teeth of planetary gears in working machines.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: of this paper is modification of the processing procedures of selected components, which would allow one to eliminate the operations of copper plating and copper strip steps. Design/methodology/approach: Along with its technical advantages, helping to satisfy the customers' needs, the technology of copper plating has one major disadvantage, comprised of the necessity to use highly toxic solutions, and a subsequent need to dispose the toxic wastes. The process of galvanic copper plating is, therefore, an operation unjustified both on ecological as well as on economical grounds. Findings: Application of a fully controlled and reproducible protective atmosphere in the hardening procedure as a replacement approach for a disadvantageous measure of inter-operational copper plating in the production of gear wheels and pinions. Research limitations/implications: The energetic development in automotive and aviation industries have played a significant role in development of modern multitooling technologies in the production of gear wheels [11-14]. As discussed in the works of Dowes and Cooksey [1], Drug and Ghelec [2], Edenhofer [3-5], Hoffmann [8], working components of the bevel and hypoid gear systems in aerospace and automotive industries are usually made of low carbon steels with the gas carburizing operation used for their hardening. Practical implications: The requirements of the aerospace industry do not permit any structural alterations of the surface layer of the processed parts (oxidizing, carburizing or decarburization). Originality/value: Thanks to the specific modifications presented in this work the following achievements were made: lowering the production costs of gear wheels, improvement of environment protection and work conditions by a partial elimination of toxic chemicals.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article discusses the possibilities of using optical measurements for defining the geometric accuracy of gear wheels casts manufactured in the rapid prototyping process. The tested gear wheel prototype was cast using an aluminum alloy. The casting mould was made by means of the three-dimensional print method (3DP) with the use of a Z510 Spectrum device. The aim of the tests was to determine the geometric accuracy of the cast made by the ZCast technology in the rapid prototyping process. The tests were conducted with the use of the coordinate optical measuring method and a GOM measuring device. The prototype measurements were made in the scanning mode. The results of the measurements, saved in the STL format with the use of the scanning device software, were compared with the gear wheel 3D-CAD nominal model. The measurements enabled the determination of the real accuracy of prototypes manufactured in casting moulds by means of the ZCast technology. The selection of the measuring method was also analyzed in terms of measurement accuracy and the RP technology precision.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Matryca silikonowa jest narzędziem do wytwarzania prototypów lub krótkich serii elementów z tworzyw sztucznych. Koszt takiego narzędzia stanowi średnio wartość 1-3% kosztów wytworzenia matrycy metalowej. Z tego względu producenci matryc silikonowych pomijają w procesie technologicznym analizę MES konstrukcji formy i polegają przede wszystkim na swoim doświadczeniu. Zastosowania oprogramowania do analizy procesów zachodzących przy przetwórstwie tworzyw sztucznych np. Moldflow może zmniejszyć ryzyko popełnienia błędów podczas konstrukcji i wytwarzania matryc silikonowych i dodatkowo obniżyć koszty spowodowane tymi błędami.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Użyte do badań śladu styku kompozycje żywic akrylowo-styrenowych charakteryzowały się dobrymi wlasciwościami tiksotropowymi. Dodatek pigmentu do kompozycji wpłynął na poprawę obrazu oznaczonych śladów styku.
The paper analyzes problems of gear wheels mounting in universal gear reducers. Since speed ratio of a gear pair in gear reducer has to be as bigger as possible, gear wheels that are mounted in reducers have to be also as bigger as possible. This causes problems from the mounting point of view, and also when they are disassembled. Because of this, many different conceptual solutions of universal gear reducers were designed. This paper gives a review of characteristical ways of mounting, especially considerating advantages of particular solutions, from the mounting point of view, as well as according to securing the same axis line and hermeticness of casing.
PL
W pracy analizowano problemy montażu kół zębatych w reduktorach uniwersalnych. Ponieważ przełożenie pary kół zębatych powinno być możliwie największe, dlatego koła zębate montowane w reduktorach też powinny być możliwie o jak największych średnicach. Wywołuje to problemy z punktu widzenia montażu i demontażu. Z tego powodu pojawia się wiele różnych koncepcji rozwiązań konstrukcyjnych reduktorów uniwersalnych. W pracy dokonano przeglądu charakterystycznych sposobów montażu. Szczególną uwagę zwracano na zalety poszczególnych rozwiązań z punktu widzenia montażu, a także zapewnienia wspólosiowości elementów składowych i hermetyczności korpusu reduktora.
Ze względu na powszechne wykorzystanie przekładni zębatych w układach przeniesienia napędu wiele ośrodków naukowych na całym świecie zajmuje się doskonaleniem metod analizy sygnałów drganiowych wykorzystywanych w procesie diagnozowania tych obiektów. Równie ważnym aspektem jest wyselekcjonowanie takiego sygnału drganiowego, który będzie niósł możliwie najwięcej informacji o zachodzącym procesie degradacyjnym. Z tego powodu w niniejszym opracowaniu dokonano porównania użyteczności niektórych sygnałów drganiowych generowanych przez przekładnię zębatą do wykrywania uszkodzeń jej łożysk i kół zębatych. Sformułowano również zalecenia dotyczące wykorzystania pewnych sygnałów do wykrywania uszkodzeń odpowiednich elementów przekładni.
EN
Since toothed gears are universally used in drive transmission systems, lots of scientific research centers around the world try to perfect methods of vibration analysis (vibration signals are used to diagnose these drive elements). Another equally important issue is how to select an appropriate vibration signal carrying highest possible amount of information on advancing degradation process. For this reason the current work deals with comparison of usefulness of some vibration signals generated by toothed gear in bearings and gear wheels fault detection. Recommendations how to use some signals in gear elements fault detection are set in the paper as well.
Przedstawiono efekty hartowania indukcyjnego kół zębatych ze stali niskostopowej o podwyższonej jakości lotniczej stosowanych w zimnej części silnika samolotu. Analizowano wpływ parametrów procesu przez zmianę czasu grzania, mocy, częstotliwości prądu i rodzaju chłodzenia zastosowanych w procesie hartowania, w odniesieniu do wyrobu o różnym przygotowaniu powierzchni i z różnego wytopu. Wybrano optymalne parametry procesu dla badanych części. Kryterium doboru i optymalizacji tych parametrów stanowiły wymagania eksploatacyjne stawiane wyrobom, takie jak: brak pęknięć, odpowiednia twardość i głębokość warstwy wierzchniej, pożądana twardość w strefie nadmiernego odpuszczenia rdzenia oraz szerokość tej strefy. Zaprezentowano ocenę wpływu parametrów prądowych czasu, mocy i częstotliwości grzania procesu hartowania indukcyjnego na własności użytkowe kół zębatych stosowanych w lotnictwie.
EN
Summary analysis of results of induction hardening low-alloyed steel gears applied in plane’s cold part engine has been presented in this paper. Parameters, which were operated during the test, were the heat time, power, frequency of current and kind of induction hardening cooling in reference to the product of different surface’s preparation and the kind of melt. The optimum parameters of process were chosen for examined parts. Operated requirements for components such as: lack of cracks, suitable case hardness and appropriate case depth, advisable over tempered zone hardness and also width of this zone were the criterion of choice of these parameters. The effects of relation of an influence of induction hardening process current parameters: time, power and frequency of heating on the gear’s applied in aviation usable properties has been presented.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper was presented the problems of accuracy of assembly of cylindrical gears about external teeth. It was emphasized the dependence of precise basis and was verified the parameters having an effect on received accuracy of assembly on the basis the results from the Klingenberg PNC 65 measuring centre.
W artykule przedstawiono wyniki badań uzębień kół zębatych z wykorzystaniem metody magnetycznej pamięci metalu. Podano kryterium diagnostyczne pozwalające określić występowanie znacznego prawdopodobieństwa uszkodzenia zmęczeniowego uzębienia. Sformułowano kilka hipotez o korelacji własnego pola magnetycznego uzębienia z rozkładem obciążenia na szerokości zęba.
EN
The paper discuses the results of research of gear wheels with use of magnetic memory method. There was given a diagnostic criteria for fatigue flaw similarities within the teeth. Some hypothesis were formulated about the correlation of magnetic self-field and the stress distribution along the teeth.
W niniejszym artykule na przykładzie kół zębatych przedstawiono dobór Technologicznej Warstwy Wierzchniej (TWW) w wyniku superponowania naprężeń własnych i naprężeń pochodzących od obciążeń zewnętrznych. Symulacje naprężeń od obciążeń zewnętrznych przeprowadzono Metodą Elementów Skończonych (MES) przy wykorzystaniu pakietu ANSYS . Pomiaru naprężeń własnych dokonano metodą Waismana-Philipsa i zmodyfikowaną metodą rentgenowską sin2ψ. Wyniki superpozycji naprężeń potwierdzone zostały badaniami eksploatacyjnymi na stanowisku mocy krążącej. Przeprowadzone badania wykazały, że zaproponowane obróbki technologiczne znacznie podwyższają trwałość i niezawodność omawianych kół zębatych w porównaniu do obróbek tradycyjnych stosowanych dotychczas.
EN
The selection of the technological surface layer as a result of external loads and internal stresses superposition is presented in this paper, at the toothed wheel taken as an example. The external loads computer simulations were carried out by means of the FEM method (Finite Element Method) with use of the Ansys packade. Stresses measurements were doneby means the Waisman-Philips method and modified X-ray sin2ψ measurement. The results of the stress superposition were confirmed by the experimental researchs on the circulating power stand. The applied low pressure nitriding method NITROVAC demonstrated the high ability to increase the durability and reliability of discussed toothed wheel in comparision with traditional treatment, up to now applied.
W pracy omówiono główne przyczyny powstawania obciążeń dynamicznych przekładni zębatych oraz wpływ wskaźnika zazębienia na ograniczenie wewnętrznych sił dynamicznych. Przedstawiono także możliwość zwiększenia czołowego wskaźnika zazębienia poprzez odpowiedni dobór takich parametrów geometrycznych jak wysokość zęba czy kąt przyporu.
EN
In the paper there was discussed main reasons of dynamie load creation in gear meshing and was indicated the influence of contact ratio on the degreasing of inner dynamie load. There was also presented the abilities of increasing of transverse contact ratio by means of suitable selection parameters such as height of tooth and pressure angle.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Fatigue life and the process of fatigue cracking of laser hardened gear wheels made of 55 steel have been tested. The microstructure of the hardened material has been determined and the complex process of cracking of the tested elements which depends on the microstructure and hardness of the surface layer has been shown.
PL
Badano trwałość i proces zmęczeniowego pękania w laserowo hartowanych kołach zębatych wykonanych ze stali 55. Określono mikrostrukturę hartowanego materiału oraz złożoność procesu pękania. Proces pękania uzależniony był od mikrostruktury i twardości warstwy wierzchniej.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wykazano, że wzajemnie sprzężona optymalizacja parametrów procesów utwardzania powierzchniowego metodą nawęglania próżniowego oraz szlifowania wykańczającego ściernicami nowej generacji z regularnego azotku boru w zastosowaniu do kół zębatych prowadzi do synergicznego przesunięcia naprężeń własnych w warstwach wierzchnich w kierunku ściskania. Jest to korzystne widmo naprężeń własnych z punktu widzenia odporności zębów na zmęczenie stykowe oraz ich wytrzymałości zmęczeniowej na zginanie. W pracy podano metodykę i przykłady modelowania stanu naprężeń własnych i eksploatacyjnych metodą MES oraz zaproponowano oryginalne wyposażenie specjalistyczne, umożliwiające doświadczalne wyznaczenie rzeczywistej odporności zębów na zmęczenie stykowe oraz ich wytrzymałości zmęczeniowej na zginanie.
EN
It was specified that mutually coupled optimizing of the both surface hardening processes by means of vacuum carburizing and final grinding with use of modern grinding wheels made of cubic boron nitride applied for gear wheels, leads to synergetic movement of the residual stresses in surface layers to compression direction. This is the advantageous spectrum of residual stresses from the contact fatigue resistance of the gear wheels point of view, and theirs bending fatigue strength as well. The methodology and the examples of residual stresses states and the exploitation ones by means of FEM method modeling are presented in this paper, also the original special equipment that allows the experimental determination of actual (real) contact fatigue resistance of gear wheels and theirs bending fatigue strength, is proposed.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy rozpatrywane są zagadnienia emisji wibroakustycznej skrzyni przekładniowej typu "power shift" w połączeniu z analizą niektórych jej parametrów geometrycznych. W strukturze badanej skrzyni przekładniowej zmiana odległości międzyosiowej pod wpływem obciążenia jest przyczyną zmiany parametrów kinematycznych w parze zębatej z1:z3 oraz w parze z3:z5. Analiza wyników badań w postaci sygnałów wibroakustycznych zarejestrowanych na poszczególnych stopniach przełożenia wykazała, że największe wartości liczbowe tych sygnałów występują w łańcuchu kinematycznym, mającym w swojej strukturze koło zębate z3.
EN
In this paper, vibroacoustic emission problems in gear transmission, type of "power shift" together with analysis of some its geometrical parameters have been discussed. In a structure of the gear box under test, the change of distance between two axes is a reason for change in kinematic parameters of the toothed-pair z1:z3 as well as the pair z3:z5. The analysis of test results in the form of vibroacoustic signals as recorded at each gear ratio proved that maximum values of that signals existed in a kinematic chain having the z3 gear wheel in its structure.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.