بررسی اثر اصلاحات ماکرو-هندسی و میکرو-هندسی بر روی خطای انتقال استاتیکی و ضریب توزیع بار چرخدنده های مارپیچ

هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر پارامترهای طراحی و اصلاح پروفیل دندانه بر روی خطای انتقال استاتیکی و ضریب توزیع بار یک جفت چرخدنده‌ی مارپیچ به‌روش تحلیلی با استفاده از نرم‌افزار متلب می‌باشد. در این تحقیق در ابتدا به تعریف دقیق خطای انتقال چرخدنده‌ها به‌عنوان مهم‌ترین عامل ایجاد سروصدا در یک جفت چرخدنده‌ی درگیر پرداخته می‌شود. سپس ضریب توزیع بار و خطای انتقال استاتیکی با استفاده از سفتی درگیری چرخدنده‌ها محاسبه می‌گردد. در این مقاله از روش انرژی پتانسیل جهت تعیین خطای انتقال و ضریب توزیع بار چرخدنده‌های مارپیچ استفاده می‌شود. در مرحله‌ی بعد پس از صحت سنجی نتایج با پژوهش‌های گذشته، تاثیر پارامترهای طراحی مانند مدول، زاویه مارپیچ، پهنا، تعداد دندانه و زاویه فشار بر روی میانگین و دامنه‌ی خطای انتقال و ضریب توزیع بار چرخدنده‌ها بررسی می‌شود. به این پارامترها اصطلاحاً پارامترهای ماکرو-هندسی چرخدنده گفته می‌شود. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد اصلاحات همزمان پارامترهای طراحی (اصلاحات ماکرو-هندسی) و اصلاح نوک دندانه (اصلاحات میکرو-هندسی) باعث توزیع بار یکنواخت‌تر و کاهش چشم‌گیر خطای انتقال چرخدنده‌های مارپیچ و به‌تبع آن کاهش ارتعاشات و سروصدای جعبه‌دنده‌ها می‌شود.

Investigation of Macro- Geometric and Micro- Geometric Modification on the Static Transmission Error and Load Sharing Factor of Helical Gears

The aim of this study is an investigate the effect of design parameters and profile modification on static transmission error and load sharing factor of helical gears using analytical method with Matlab software. In the first step, we define the concept of transmission error that is the source of noise in the gear pair. Then load sharing factor and static transmission error are calculated using the gear mesh stiffness. In this paper the total stiffness of helical gear’s and the load sharing factor is determined using an accumulated integral potential energy method. In the next, results are verified and the effect of design parameters on avarege and pick to pick of the helical gears transmission error and load sharing factor is investigated. This parameter is called macro-geometric parameters of gear pairs. At the end, we write a Matlab code to modify the tip relif of tooth to optimize the load sharing factor and static transmission error. The results of this study show that the simultaneous correction of macro-geometric modifications and profile modification (micro-geometric modifications) cause a more uniform load distribution and significantly reduce the transmission error of the helical gear and consequently reduce the noise and vibration of the gearboxes.