Sürtünme ve asetal ve naylon dişli aşınmasını incelenmesi a Coventry Mühendislik Fakültesi, Warwick Üniversitesi, CV4 7AL, İngiltere b Pegasus Evi, 1 Cranbrook Way, Sızdırmazlık Çözümleri, Solihull B90 4GT, İngiltere Trelleborg c Makina Mühendisliği Bölümü, Birmingham Üniversitesi, Birmingham B15 2TT, İngiltere Bölümü

makale bilgi Madde geçmişi: Alınan 25 Ağustos 2008 Alınan revize formu 27 Ekim 2008 Kabul edilen 27 Ekim 2008

Anahtar kelimeler: oranı Giyim Polimer vites Dişli yüzey sıcaklığı Dişli örgü ve irtibat yolu

özet Mevcut kağıt polimer vites (asetal ve naylon) sürtünme geniş bir soruşturma sunacağız ve davranış giyerler. İlk, polimer dişli giymek için benzersiz bir test yöntemi ve kısaca açıklanacaktır sonra asetal ve naylon dişli aşınma kapsamlı soruşturma kullanılır. daha fazla araştırma farklı polimer dişliler kullanılarak yapılmıştır ile ilk testler, naylon dişli asetal dişliler asetal pinyonlar ve naylon dişliler kullanılarak yapıldı. Bu durumda vites üzerinde sürücü ve tahrik etkisi davranış giymek Ayrıca farklı malzemeler kullanıldı zaman kabul edildi. dişli bu kritik altında yüklü olup olmadığını asetal vites karşı asetal için, asetal dişli aşınma oranı düşük özgül aşınma oranı ile, yavaş aşınma gösterdi yükü belirli bir geometri ve dişli yüzey için kritik bir değere ulaştığı ölçüde arttığını bulundu değer. Bu

yüzey sıcaklığı aşınma oranını etkileyen dominant faktör ve kurulduktan sonra daha da geliştirilmiş vites yüzey sıcaklığı ve dişli yük kapasitesi arasındaki ilk ilişki olduğu tespit edildi. naylon dişli Deneysel soruşturma da yapılmış ve farklı arızaları dişli kök ve zift kırıkları gibi asetal vites, göre tespit edilmiştir. deneysel çalışmalardan en ilginç gözlem naylon dişli karşı acteal, asetal drivergear olarak kullanılan özellikle düşük aşınma oranı çalışan aşınma davranışları önemli bir fark. Taç Copyright © 2009 Elsevier BV tarafından yayınlanmıştır Tüm hakları saklıdır.

1. Giriş

Polimer dişliler bunların ekonomik ve teknik avantajları daha iyi takdir olmak gibi artan miktarlarda bulunan dişli sanayi (örneğin ofis makineleri, gıda ve tekstil makineleri) tarafından kullanılmaktadır. avantajları arasında: çalışacağı bir yetenek yağ veya yağlama, uygulamaları inmany üretimi, düşük yoğunluk, yüksek esneklik ve iç sönümleme capacity.However düşük maliyetli, diş yükleme ve önemsiz ve geometrik, çevresel olduğu üretim faktörlerinin malzeme seçimi dikte ve dişli tasarımı. yükleme önemli olduğunda, otomotiv endüstrisinde örneğin, derecelendirme teknikleri genellikle bir tasarım varmak için kullanılan frommetal dişli uygulama türetilmiştir. Şu anda, polimer kompozit dişliler için ulusal ve ticari standartları ve tasarım yöntemleri çok sayıda örneğin var İngiliz Standart [1], Polypenco [2] ve ESDU [3]. Ancak, dikkat olabilir ve bükme temas aremainly asetal ve naylon için verilen gerilmeler için kote izin dayanıklılık sınırlar. Pek çok yeni plastik malzemelerin ve dolgu kombinasyonları mevcut olma ile bu sınırlı veriler amajor eksikliktir. Ayrıca, hemen hemen bilinen girişim yapılmamıştır.

Deneysel çalışmalar büyük bir sayı, örneğin çelik dişliler ile bölümlendirme polimer vites dahil çelik [8,9] karşı naylon. Doğru kalıp vites artık olduğundan, farklı koşullarda bu vites performansı hakkında daha fazla bilgi edinmek için gerekli olan

çalışma koşulları. Bu kitle işlenmiş dişliler kıyasla düşük bir maliyetle üretilen olabilir çünkü kalıp vites performansı çalışma ekonomik nedenlerle önemlidir. Genelde, polimer kompozit gearwear hakkındaki mevcut bilgileri hala sınırlı olup mevcut dişli yüzey sıcaklığı tahminleri daha pratik uygulamalar için kullanılmak üzere çalışma gerektirir. Örneğin, Hachman ve ölçek sileceği denklemi [10] bir yağlayıcı dişinden ısı transferini önemli ölçüde katkıda olmadığı varsayımına dayanıyordu. Ancak bu sürekli petrol [11] ile yağlanır dişliler durum böyle değil. Garvin ark hariç. 'Denklemi [12] s, sıcaklık denklemler karmaşık ve zahmetli Garvin denklemi ise pratik kullanımı olan çelik dişliler karşı polimer ile sınırlıdır. yüzey sıcaklığı ölçümleri için existingmethods çoğu vites durdurduktan sonra yapılmaktadır ve böğür sıcaklık hızla kez vites [13] durur damla beri bu nedenle hatalıdır. Polimer diş sıcaklık üç bileşenden [4], ambient, dökme ve flaş sıcaklıkları ayrılabilir. Bunların arasında, çok yüzey flaş sıcaklığı ölçmek için ve doğru olan polimer dişli aşınma mekanizmaları anlamak için gerekli olan, onu tahmin zordur.

Flaş sıcaklığına ilk teorik çalışma 1937 [14] flaş sıcaklık iki iletişim organları arasındaki sürtünmeden kaynaklanan olduğunu whofound yılında Blok'swork yapılmıştır. O flaş sıcaklık için basit, yaklaşık denklemi neden tek boyutlu ısı akışı varsayılır. Benzer bir çalışma da yapıldı daha detaylı çalışmalar ile Jaeger [15] Bowden ve Tabor [17] ve [16], Holm tarafından yürütülmektedir. Archard [18] aynı zamanda hem elastik ve plastik ile bağlantıya geçmek için atıfta bulunmuştur. Çalışmalar, SYMM bağımsız [19] yapılan flaş sıcaklık ve bölüm oluşan ısının numericalmethods kullanarak iki sürtünme organları arasında belirlemek için carriedout edildi. Bu çalışmalardan, bu Block'un yaklaşım ısı kaynağının hareket hızının yeterli olduğu dişli çarkların durumunda çok hassas bir sonuca hızlı ısı iletim hızı (Blok [20]) göre yol açtığını açıkladı edildi. Ancak, yukarıda çalışmalar [14-20] tüm sabit yoğunlukta bir ısı kaynağının sabit bir hızda hareket kararlı bir duruma yapılmıştır. Buna karşılık, dişli çarkların durumunda, ısı kaynağı diş yüzeyleri arasında

kayma hızı ve bağıl eğrilik yarıçapı ile, diş profilinin bir sonlu uzunlukta ve yük dişler üzerinde dağıtılır. Dişlerin profilleri tüm gelirleri Meshing olarak değişiyor. Son başarı polimer vites flaş sıcaklık tahmini yapılmışsa devam bölümlendirme olarak değişen yoğunluk dağılımı ve hız ısı kaynağı ile, zamana bağlı olarak sorun davranarak [21]. O Blok çözümü anlamına flaş sıcaklık tahmini için bir yarı-kararlı yaklaşımı sağlamak için kullanılabileceği gösterilmiştir. Ancak, diş başlangıç ve bitiş noktalarını bölümlendirme görülürse, Blok çözümü ve yanlış olduğunu sayısal yaklaşım [21] kullanılmalıdır.

Yazıda dişli termal davranış dayanan [4] asetal dişli tasarımı ile

ilgili ilk yaklaşma bir daha da geliştirilmesi sağlayacaktır. Naylon dişli aşınma davranışı da farklı malzeme nişan, naylon ve naylon asetal vites karşı karşı yani asetal yanı sıra incelenmiştir. test takımının bu yapılandırma. test aşınma vites, rulman bloğu nispeten büyük büyüklükleri mümkün pivot hakkında döner. Bu ve ilişkili differentialmovement Çünkü, kapalı devre tahrik milleri kendi evrensel eklemleri üzerinde eksenel slayt serbesttir. Dört test parametreleri kaydedilir: Tork, hız, aşınma ve failure.Wear zaman olmayan bir temas kapasitif transdüser kullanılarak yatak bloğu recordingmovement tarafından dolaylı olarak ölçülür. Bunun gibi bir veri kaydedilir recordingwear measurements.Wear ve yaşam için normal prosedür, giyim, perde noktada ölçülen diş genişliği azaltma, açısından verilir ve kaldırılmadı malzemenin hacim olarak belirtilmelidir- sistem özel bir mikrobilgisayar kullanarak günlüğü.

2. Deneyleri 2.1. Test kulesi Test donanımı sürekli sabit yük şartlarında dişli yüzey aşınma ölçmek için [4] tasarlanmıştır. teçhizat ayrıntıları önceki yazıda bildirilmiştir olarak sadece teçhizat kısa bir özetini şöyle sağlanacaktır [4]. Polimer kompozit dişli dişli bir reçete düzeyi (Şekil 1) tork sarma tarafından yüklenen nerede geri yapılandırmasını test etmek için bir geri kullanma,

metal vites kadar aynı şekilde test edilebilir. Bu teçhizat tasarımında temel farkı vites bir an kol ve ayarlanabilir ağırlık yüklenmiş olarak test vites yerinin yatak bloğu, pivot yapıldı olmasıdır. Düzenleme Şek. 1. motor testi arasında reaktif güçler açıldığında yatak bloğu ve yükleme kolu dengede aremaintained şekilde dıştan uygulanan tork dengesini vites. Bu değişiklik test üzerinde sabit bir tork diş aşınma bakılmaksızın vites tutar. Bu yükleme yöntemi önemli ölçüde uygulanan tork bir özelliği test takımının bu yapılandırma için benzersiz etkilemeden giymek büyük miktarda izin verir. test aşınma vites, rulman bloğu nispeten büyük büyüklükleri mümkün pivot hakkında döner. Bu ve ilişkili differentialmovement Çünkü, kapalı devre tahrik milleri kendi evrensel eklemleri üzerinde eksenel slayt serbesttir. Dört test parametreleri kaydedilir: Tork, hız, aşınma ve failure.Wear zaman olmayan bir temas kapasitif transdüser kullanılarak yatak bloğu recordingmovement tarafından dolaylı olarak ölçülür. Bunun gibi bir veri kaydedilir recordingwear measurements.Wear ve yaşam için normal prosedür, giyim, perde noktada ölçülen diş genişliği azaltma, açısından verilir ve kaldırılmadı malzemenin hacim olarak belirtilmelidir- sistem özel bir mikrobilgisayar kullanarak günlüğü.

2.2. Test dişliler Tüm testler aşağıdaki özelliklere sahip düz dişliler kullanılarak yapılmıştır: Modül 2mm Diş sayısı 30 Basınç açısı 20 ◦ genişliği 17mm Yüz Nominal tepki 0.18mm Diş kalınlığı 3.14mm Temas oranı 1.65 Asetal Naylon 66

Özgül ağırlık (g/cm3) 1.41 1.14 Çekme dayanımı (MPa) 62 105 Eğilme modülü (MPa) 2600 2850 Kayma dayanımı (MPa) 55 67 sürtünme 0.21 0.28 katsayısı Erime sıcaklığı (◦ C) 175 256 Vites üniforma kesitler jantlar ve pratik döküm standart enjeksiyon için flanşlar ile yoğrularak edildi. bu yazıda sunulan Tüm test verileri yağlanmadan koşullar birinde bir hız oranı ile polimer dişliler karşı polimer içindir. Iki malzeme, asetal ve naylon incelendi. asetal dişliler için, farklı diş boyutları (Bölüm 3.1 'de açıklanan 0.8, 1 ve 1.5 mm modüller) termal tahmin metodu doğrulamak için incelenmiştir.

2.3. Asetal asetal dişli testleri Şekil karşı. Şek. 2 gösterir 16.1Nm 7'den 1000rpm ve dişli yüklerin çalışan bir hızda asetal dişli test sonuçlarına karşı asetal bir dizi. orta yükler anda, 8.5 ve 9Nm arasında tork için, yani giyim, üç aşamadan ayrılabilir bir "çalışan-in", bir ve bir final hızlı aşınma süresi doğrusal. Çok az hem de çalışan-ve lineer aşınma aşamalarında enkaz orada giymek olduğunu kaydetti oldu. Son aşınma aşamada, aşınma oranı çok aşınma enkaz yaptı çabuk ve daha sonra artar. brüt aşınma (diş kalınlığı yaklaşık% 40) sonra, vites eğilme termal başarısız oldu. Bu brüt deformasyon ama her zaman düz bir kırık değil asetal yumuşaması sebebiyet veren yüksek yükler kaynaklanır. Bunun yerine diş an erimesine ve diş otomatik test donanımı kapalı kapatma, örgü dışarı atlamaya neden olduğuna inanılıyor. Daha sonra soğumaya vites dişler onların unbent biçimlerinin bazı yeniden görünür. 8Nm az momentleri için, sadece çalışan ve lineer aşınma aşamaları (Şekil 3 (a)) biraz aşınma enkaz ile kaydedildi. Ancak 9Nm üzerinde tork için (örneğin 10 ve 16.1 Nm), testler başlandı an ve yıpranmış parçacıkların boyutu hızlı aşınma çok daha büyük olduğu tespit edildi vardı. Sonunda dişler (Şekil 3 (b)) eğilme termal başarısızlık neden eridi.

3. . 2.4. karşı Naylon naylon ve asetal naylon dişli testleri karşı Testleri Şekil bir naylon malzeme (naylon dişli karşı naylon)

kullanılarak yapılmıştır. 5-20 Nm tork aralığında 1000rpm çalışan bir hızda 4. yüksek yükleme anda

Şek. 1. polimer dişliler için test kulesi.

Şek. 2. asetal vites için test sonuçları

Şek. 4. naylon dişli karşı naylon

10 Nm tork için yukarıda, yani aşınma üç aşamadan ayrılabilir anlaşılmaktadır: ilk çalışan-neredeyse ve final kırık evreleri lineer içinde. içinde aşınma dönem çalıştıran-dönemde aşınma miktarı göreceli olarak yüksek olmakla birlikte sahne, kısa da. ilerici, yakın lineer aşınma aşamasında, aşınma oranı, karşılaştırma tarafından düşüktür. Bu yükler altında küçük sırasında enkaz orada giymek hem alıştırma ve lineer aşınma aşamaları. Son aşınma aşamasında, aşınma oranı artar hızlı ancak belirgin aşınma diş deformasyon termal etkileri nedeniyle ancak giymek aslında değil kaydedildiğini belirten hala az aşınma enkaz var. Sonunda diş kırık sadece sürüş diş üzerinde meydana gelen, saha noktada kırık. Ancak, 10 Nm daha az tork için sadece çalışan ve ilerleyici giymek kaydedildi.

Şek. 3. Asetal dişli (b) 10Nm ve (a) 7 Nm yük altında formları aşınma (c) yüzey aşınma enkaz (× 500).

ek. 5. asetal vites karşı Naylon (siklus × 106).

Şek. 7. asetal dişliler için yüküne karşı oranı bu hafif yükler de, aşınma ve neredeyse boyunca doğrusal düşüktür. Tüm testler onlar başarısız olmasa bile sonlandı çalışan 1.2 × 107 devir sonra. asetal ve naylon testswere karşı asetal de yürütülen ve çok ilginç sonuçlara karşı naylon gibi Şekil elde edildi. 5. Bu şekilde dört senaryo, A belirten asetal N belirten naylon ve sürüş dişli belirten setlerinin ilk harfi gösterilir. asetal ve naylon naylon test sonuçlarına karşı karşı Asetal da Şekil de gösterilmiştir. karşılaştırma için 5. Çok A / A ve N / N. için sonuçlarına göre naylon karşı asetal ile aşınma performansı büyük farkı görmek ilginç Aynı zamanda sürücü ve tahrik malzemesi aşınma performansı önemli bir rol oynadığı görülmektedir. naylon sürücüsü olarak kullanıldığında, asetal dişli asetal durumda karşı asetal gözlenen benzer bir şekilde termal aşınma nedeniyle başarısız oldu. Ancak,

asetal sürücüsü olarak kullanıldığı zaman, aşınma performansı önemli bir artış diğer tüm kombinasyonlara göre elde edilir.

3. Tartışma 3.1. asetal vites karşı Asetal Asetal dişli Şekil sonuçları giyerler. 2 yeniden çizilmesi aswear oranı olabilir (siklus başına kaldırılan malzemenin birim genişlikte Şekil linearwear dönemin yamaçlarında. 2) tork, Şek karşı. 6. Thewear oranı on kat aşınma artış temsil aşınma oranı ekseninde her bölünme ile, günlük şeklinde çizilmiştir. Bu biçimde, sonuçlar polimer vites davranışı konuları önceden etrafında 7Nm kritik bir moment olduğunu asetal çalışan çiftleri için aşınma oranı çok düşük vites (yaklaşık 107 devir oldukça uzun zaman sürecek altında, yani görülmedi göster [4]). Bu kritik maç yük altında fiyatla Friedrich [22] tarafından yürütülen yatak aşınma deneyleri itme Giyim, o, aşınma hacmi ifade

VW gibi: Vw = KFS (1) Burada kd, belirli aşınma oranı, F normal kuvvet ve sürgülü mesafe var. Bu denklem diş profilleri için revize ise, dişli için özel aşınma oranı olarak ifade edilebilir:

Qbd = k T r dn (2) sonra k = Qbr Tn polimerler, üretilen hemen hemen tüm ısı taşınımı tarafından çıkarılması gerekir fromthe yüzey. Asetal konvektif süreç olması muhtemeldir son derece karmaşık, ancak iki gözlem, bu hava sıcaklığı dişli etrafında ve ortam yakın kalır olduğunu sıcaklıkları arasında sadece küçük bir fark temas olmayan bir olasılığı öneriyor vites yanları temas model bir dişli pompa ile ilgili basitleştirilmiş. akan hava diş arasındaki boşlukları vites olacak örgü çıkıp olarak son derece, hangi az ya da çok düzgün yol açması muhtemeldir

Her hava boşluğu ve kargaşa içindeki sıcaklık dağılımı temas ve noncontacting üzerindeki sıcaklıklarda eşitlemek eğiliminde olacaktır dişli yanları. Yüzünden, kaydetti olabilir düşük Dişli dişlerinin arasından asetal, iletim ısı iletkenlik co-yüzey temas sıcaklığını yükseltmez. Orada sırasında da cepleri dışarı aktarma çok az hava gibi görünüyor rotasyon, havanın en dişlerin içine geldiğinde atılır diş kökünde üzerinde yapılan küçük bir miktar olan mesh. Böylece bir ısı transferi süreci için makul bir model üstlenme olabilir vites çıkması gibi soğuk hava cebine sürüklenen bir örgü, o zaman dişli sırasında dişli yüzey sıcaklığına ısıtılır dönme ve nihayet vites mesh olarak sistemden kaldırılır tekrar. Aslında dişli bir aynı şekilde faaliyet dişli pompa ve bu durum Şekil şematik olarak gösterilmiştir. 9. Yukarıda açıklandığı gibi, dişli, bir dişli pompa gibi etkili davranmasını diğer temas bölgesinin bir tarafı hava pompalıyor. Sırasında operasyon, hava cepleri diş arasında sıkışmış olan, yapılan yuvarlak ve ısıtmalı vites döndürmek gibi. Thiswarm hava atılır vites mesh olarak dişler gibi taze, soğuk hava ile değiştirilir ayrı çekin. Bir ilk yaklaşım olarak o hava düşünülebilir

Şek. 6. asetal dişliler için yüküne karşı oranı giyin.

Burada Q aşınma derinliği (as, testlerde mm ölçülen) olduğunu, b, d, r diş yüz genişliği, diş derinliği ve dişli çark adım çember yarıçapı (mm) sırasıyla, T (Nm) iletilen tork ve n döngü sayısını giymek S. karşılık gelen 3.5 ve 7Nm yükleri altında asetal dişliler için, dişli aşınma oranları 4.9 × 10-8 ve sırasıyla 8 × 110-8 (mm / devir) vardır. Yukarıdaki denklem kullanılarak sırasıyla 7.14 × 110-15 ve 5.83 × 110-15 (m3 N-1m-1) belirli bir aşınma sağlar. Bu değerlerin bir yatak itme test rakam karşılaştırıldığında olabilir 3 × 110-15 (m3 N-1m-1) asetal için çelik karşı [22]. kritik değeri (9 Nm) Yukarıda momentleri için, bu şekil görülebilir. 6 aşınma oranını önemli ölçüde termal yumuşatmak (Şekil 3 (b)) aracılığıyla vites yetmezliğine yol artırır. Net geçişler de diğer geometriler olarak Şekil çalışan hızlar için bulundu. 7. aşınma hızı bu ani artış olduğunu Lancaster asetal pim aşınma oranını büyük ölçüde artırdığını tespit disk testleri pin [23]

tarafından bildirilen benzer zaman malzemenin erime noktasının (175 ◦ C) ulaşan çalışan sıcaklığı. Bu aşınma geçiş aynı zamanda malzemenin ergime noktasına ulaşan maksimum sıcaklığa karşılık gelebilir asetal vites gözlenen düşünüldü. Dişli yüzey sıcaklığı üç bileşeni, ambient, dökme ve flaş sıcaklıklarda yapılmıştır. Üç bileşenleri şöyle ayrıntılı olarak incelenecektir. 3.2. asetal dişliler karşı asetal için termal analiz 3.2.1. Ortam sıcaklığı aşınma geçiş aslında asetal erime noktasına (175 ◦ C), artan testlerin bir dizi yüksek ortam sıcaklıklarında yapılmıştır ulaşan azami yüzey sıcaklığına karşılık gelen kontrol etmek için. Şek. 8 gösterir modül 2 vites ölçülen aşınma oranları ve tüm 25-150 ◦ C ortam sıcaklığı için yükün bir fonksiyonu olarak 1000rpm ile çalışan hız Ölçülen aşınma hızı keskin bir artış gösteren eğriler. Bu ortam sıcaklığı artan ölçüde tork azalttığı görülebilir hangi geçiş yüksek aşınma düşükten de aynı zamanda ortam sıcaklığı asetal erime noktasına (175 ◦ C) ulaşana kadar sıfır tork eğilimi belirir. 3.2.2. sıcaklık tahmini Dökme Dişli yüzey sıcaklıkları kızıl ötesi kamera ile koşu sırasında ölçüldü; önceki çalışma [4] bulunabilir detayları olan. polimerlerin çok düşük ısı iletkenliği nedeniyle, üretilen hemen hemen tüm ısı yüzeyden konveksiyon tarafından uzaklaştırılmalıdır.

Şek. 8. geçiş momentleri karşı Ortam sıcaklığı.

Asetal konvektif süreç ama, son derece karmaşık olması muhtemeldir vites çevresinde hava sıcaklığı ortam yakın kalır ve bunun sıcaklıkları arasında sadece küçük bir fark var iki gözlem, temas olmayan bir dişli pompa ile ilgili basitleştirilmiş bir model de düşündürmektedir, vites yanları temas. muhtemelen dişliler son derece çalkantılı olacak örgü çıkması gibi diş arasındaki boşlukları akan hava, her hava boşluğu ve türbülans içinde az ya da çok homojen ısı dağılımı üzerindeki sıcaklıklarda eşitlemek eğiliminde olacaktır kurşun temas ve dişli kanatlardan noncontacting.

Bu işbirliği ile temas eden yüzey sıcaklığını yükseltmez diş yoluyla asetal, iletim düşük ısı iletkenliği nedeniyle kaydetti olabilir. Ayrıca dönme sırasında cepleri dışarı aktarma çok az hava olduğu söylenebilir; hava en çok dişlerin diş kökünde üzerinde yapılan küçük bir miktar ile, ağ içine geldiğinde atılır. vites mesh çıkması olarak Böylece ısı transferi süreci için makul bir model cepler içine sürüklenmiş olduğu soğuk hava üstlenmeye olabilir, o zaman ve dişli dönüşü sırasında dişli yüzey sıcaklığına ısıtılır nihayet sistem olarak kaldırılır dişliler tekrar mesh. Aslında dişli ve bir dişli pompa ile aynı şekilde faaliyet gösteren bu durum Şekil şematik olarak gösterilmiştir. 9. Yukarıda açıklandığı gibi, vites diğer temas bölgesi bir taraftan hava pompalama, bir dişli pompa gibi etkili davranırlar. Operasyon sırasında hava cepleri, diş arasında sıkışıp yuvarlak taşıdı ve vites döndürmek olarak ısıtılır. Bu sıcak hava ve vites mesh olarak atılır dişler ayrı çekme gibi taze, soğuk hava ile değiştirilir.

Şek. 9. Dişli ısı transferi modeli.

Her bir dişin cebinden o bir sıcaklık yakın ulaşacak içinde dişli yüzeyleri ve hiçbirinin gelen konveksiyon tarafından kaybolur

açık biter. Her cebe içinde türbülans noncontacting sağlayacaktır dişli yüzey bu bir sıcaklık yakın ısıtılır temas yüzeyleri. güç kaybı diş sürtünmeden kaynaklanan varsa ve hava hacmi, toplu sıcaklık bilinen pompalanan dişlilerin ısı kapasitesi dikkate alınarak tahmin edilebilir yerinden hava. Tek bir ortalama sürtünme güç kaybı dişle temas, Hm, olarak ifade edilebilir: olarak ifade edilebilir.

tek bir diş temas, Hm, ortalama sürtünme güç kaybı: _Hm = _F Vs = _F_ωrb Z = __ H Z (4) Vs, Z ve F ortalama kayma hızı, diş sayısı ve aktarılan yük sırasıyla Ï ‰ ve rb nerede dönme hızı, sırasıyla sürtünme katsayısı ve dişli taban yarıçapı vardır, H iletilen power.The güç kaybı da bir şekilde bağlı olan İki diş mesh ise yük bitişik dişli çiftleri arasında paylaşılır. diş arasında mükemmel yük paylaşımı varsayarsak ve 1.5 temas oranı alınarak, ortalama güç oluşur biri diş tam örgü, H, sürtünme de dağıldı:

_H = _Hm + _Hm x0.5 2 = 1.25__H Z (5) dişli pompalar, her devrim sırasında akışkan, V, hacmidir: V = 2 b (ra 2a € "r2). Eq ile bu hacim birleştirilmesi. (5) ısı üretimi için verir: hangi vücut ısısının yükselmesi olarak ifade edilebilir H = Ï ‰ V bc:

_b = 3.927_T c_Zb(r2 a − r2) (6) Burada T,? ve c sırasıyla moment, özgül ağırlık ve özgül ısı iletilir; ra, r and b sırasıyla dış yarıçap, referans uzaklıkta ve diş yüz genişliği vardır. standart diş form, modül 2mm, 30 diş ve 17mm yüz genişliği asetal dişliler için 1500d / d hıza kadar olan teori ve deney arasında yakın anlaşma [4]. 1500d / d üzerinde artan sıcaklıklar muhtemelen sıcaklıklar nedeniyle olabilir diş dişli tek bir devrim sırasında stabilize etmek için vakit geçiriyorum değil cepler. Aynı zamanda o Eşitlik kaydetti olabilir. (6) ilk yaklaşma bir daha da geliştirilmesi olduğunu [4]. 3.2.3. polimer kompozit dişliler için flaş sıcaklık ve diş arasındaki ısı bölümünün ayrıntılı bir analiz edilmiştir Flash sıcaklık tahmini Önceki çalışma [21] yapılmıştır. Sorun bir kararsız biri olarak kabul edilir nerede şiddet dağılımı ve hız bölümlendirme ilerledikçe ısı kaynağı değişiklikler. Sayısal bir yaklaşım sonuçlar, sonlu fark metodu kullanılarak benimsenmiştir hiçbir iç histerezis ve sabit malzeme özellikleri varsayarak bir yarı-analitik yöntemi kullanılarak bulunanlara yakın olduğu gösterilmiştir. O Şekil olarak

Blok çözümü anlamına flaş sıcaklık tahmini için bir yarı-kararlı yaklaşımı sağlamak için kullanılabileceği gösterilmiştir. 10. Ancak, diş başlatmak ve eğer Meshing pozisyonları sonu kabul edilir, Blok çözümü ve hatalı güncel yaklaşımlar kullanılmalıdır.

3.2.4asetal performans tahmin Test sonuçları için yeni bir yöntem asetal dişliler için başarısızlık şeklinde ağırlıklı giymek olduğunu göstermektedir. karşılık yüksek sıcaklıklarda, neden her çalışan hızda asetal dişliler için kritik yükleri vardır yakından asetal maddi erime sıcaklığına. Bu kritik yükler şeyden önce, yıpranma oranı çok hızlı ve aşınma brüt diş bükülmelerle yumuşama ve başarısızlık neden teethmelt sonunda kadar aşırı olur. Bir dişli maksimum yüzey sıcaklığının üç bileşenden oluşur: bir ortam sıcaklığı

Şek. 10. Blok teorisine göre

hava, ortam sıcaklığı, yukarıda b dişli bir, toplu sıcaklık artışı ve temas bölgesinde kısa süreli flaş sıcaklık artışı çevreleyen nerede vites örgü, f. Maksimum yüzey sıcaklığı olarak ifade edilebilir: qmax = qa + qb + qf (7) From Eq. (6): _b = 3.927_T c_Zb(r2 a − r2)

Blok çözümü anlamına flaş sıcaklık tahmini için bir yarı-kararlı yaklaşımı sağlamak için kullanılabilir. Ancak, diş başlatmak ve eğer bölümleme pozisyonları sonu olarak kabul edilir, Blok çözümü ve hatalı güncel yaklaşımlar [21] kullanılmalıdır. Blok çalışması [20] Gönderen:

_f = 1.11_T (V1/2 1 − V1/2 2 ) rb _ 2k_ca

(8) Burada k ısı iletkenlik; yarım temas genişliği; V1 ve V2 dişli 1 ve gea sırasıyla r2 için hız kayma vardır. Böylece Denk. (7) olur:

_max = _a + k1T + k2T3/4 (9) where k1 = 3.927_ bc_Z(r2 a − r2) (10) k2 = 1.11_ V1/2 1 − V1/2 2 2r3/4b3/4

_ k_c _ _E R _1/4 (11) düşükten yükseğe aşınma oranı geçiş oluşur, dişli maksimum yüzey sıcaklığı polimer malzemelerin ergime noktasına ulaştığında. asetal durumunda bu maksimum yüzey sıcaklığı 175 ◦ C ulaştığında olduğunu Böylece, Eşitlik kullanarak. (9), yüzey erime neden gerekli tork, geçiş tork bulunabilir denir. Bu, dişli tren ilk geçiş tork altında faaliyet bazında tahmini gerekli hız oranları ve bulaşıcı güç göre tasarlanmış rating vites yeni bir tasarım yöntemi sağlayabilir. Bu teori kullanarak, geçiş tork çalıştığı şartlar ve dişli geometrileri için tahmin edilebilir. teori ve test sonuçları, ortam sıcaklığı ve geçiş tork hız etkilerinin karşılaştırılması için incelenmiştir. geçiş tork üzerinde hızlarda çalışan etkisinin teorik analizi de oldu

ve yürütülen sonuçlar Şekil gösterilmiştir. 11. Bu tahmin edilen ve ölçülen değerler arasında iyi bir uyum olduğu görülmektedir. Aynı zamanda adım çapı (60mm) Şekil tüm test dişliler için aynı olduğunu kaydetti olabilir. 11. Diş numaraları 2, 1.5, 1 ve 0,8 sırasıyla modülleri için 30, 40, 60 ve 75 vardır.

. 3.3 test hız aralığı boyunca diş aniden kırık sadece sürüş dişli üzerinde meydana gelen, saha noktada kırık. kırık bu tür olası bir nedeni sıcaklık adım bölgeye yakın, sonradan dişli en zayıf noktası olacaktır [9] en yüksek olmasıdır. O kırık sadece Şekil giymek diş ile ilgili olabilir sürüş dişli oluştu. 12 (sürtünme yön okları ile gösterilir). Bu aşınma formlar diş girerken ve örgü terk oluşur bağıl hareket yönü nedeniyle oluşur. Sürgülü bir giyim 'çukur' sonuçlanan sürücü üzerinde pitch hattından ve çıkan tahrik üzerinde pitch satır doğru uzak bir giyim 'tırtıl', özellikle giyim model sebebiyet veren. sürüş viteste giymek 'çukur' bu noktada kesit alanı azaltır ve gerilme yoğunlaşması nedenleri, sonuçta kırık yol açar. Buna karşılık, tahrik de 'pip' genellikle kapalı silinir. Tipik bir aşınmış diş profili ucundan başlayan ve sahaya noktası ve gidiş adım noktadan köküne diğer çalışan iki taraklı şeklinde aşınma bölgeleri, bir oluşacaktı.

Şek. 11. deneysel ve tahmin edilen sonuçların karşılaştırılması.

Şek. 13. Dişli / sürgülü haddeleme.

Şek. 14. asetal tahrik dişli SEM [6] giyerler.

yakından inceleme altında [6], diş sürücünün Saha sınırının altında yan dişler (Şekil 13 ve 14) kayma yönünün tersine rulo olarak maddi delil uzak parçalanma gösterir. tahrik dişli için adım nokta thewear yukarıda diş rulo ve slayt aynı yönde olarak kesindir. Böylece, aşınmış yüzey dokusu o sürücü veya tahrik dişli olmasına göre değişir. Farklı malzeme nişan için, naylon sürücü, asetal tahrik dişlileri shownin Şekil olarak çabuk başarısız olduğunu anlaşılabilir. 5 naylon vites karşı naylon (Şekil 4) olarak naylon pitch noktası kırık nedeniyle. Ancak, naylon dişli karşı sürücüsü olarak asetal için significantwear performans iyileştirme açık değildir. Çalışma şu anda gelişmiş non-lineer sonlu elemanlar metodu ile dişli ile bağlantıya simülasyonları üzerinde yürütüldüğü ileri sıra aşınma davranışını anlamak gibi dişli çarkların ve deformasyon anlamak [24-25]. 4. Sonuçlar Asetal dişli sürtünme ve aşınma performansı tamamen yüksek yüklerde yüzey sıcaklığına bağlı olarak bulunmuştur. iletilen tork kritik bir değeri yükseltilmiştir yüksek aşınma oranları ani bir geçiş tespit edildi. dişli kritik değerin altında yüklü ise dişli yüzeyi düşük özgül aşınma hızı yavaş takacak. Kritik tork erime noktasına ulaşmadan malzeme dişli yüzey sıcaklığı ile ilişkilidir.

asetal dişli yüzey sıcaklığı hakkında kapsamlı bir soruşturma ve yapılmıştır asetal vites geçiş noktası (kritik tork) verilen geometri ve çalışma şartları için dişli yüzey sıcaklığı tahminleri dayalı tahmin edilmiştir. asetal dişli için kritik yük Bu yaklaşım ve deneysel uygulamalar uygulanmıştır iyi anlaşmaları tahmin arasında elde edilmiştir test sonuçları. Naylon dişli sürtünme ve aşınma performansları vardır asetal dişli ve dişli başarısızlık olduğunu kıyasla tamamen farklı esas kök ve sahada yüzey aşınma yerine kırıkları. Farklı malzeme çalıştırırken Bu durum tersine karşılaştırıldığında özellikle asetal iyi performans gösteren naylon karşı sürücüsü olarak, çok farklı aşınma ve kırılma davranışı görmek ilginç. Geçerli çalışma daha dişli çarkların ve deformasyon gibi anlamak için dişli aşınma davranışlarını anlamak için vites temas simülasyonları üzerinde yürütülmektedir.

Referanslar , British Standards Institution metalik olmayan mahmuz dişlileri için [1] BS 6168, Şartname, Londra, 1987. [2] Polypenco, Polypenco dişli tasarımı, Polypenco Corporation, USA, 1985. paralel eksen [3] ESDU, Tasarım düz ve helisel metalik olmayan vites seçmeli mahmuz Öğe 68001, Eylül 1977 malzeme ve yük kapasitesi ile. [4] K. Mao, polimer kompozit dişli tasarımı için yeni bir yaklaşım, (2007) 262 Wear 432-441. [5] D. Walton, Y. Shi, plastik dişliler için derecelendirme karşılaştırılması: Bildiriler Makina Mühendisleri, Bölüm C, vol Kurumu. 203, 1989, s. 31-38. [6] A. Irkları, S. Kukureka, K. Mao, CJ Hooke, D. Walton, asetal davranışları giyin dişliler, (1) (1993) 85-91 166 giyin. [7] CJ Hooke, K. Mao, D. Walton, Ölçme ve yüzey sıcaklığı tahmini polimer dişliler ve ilişkisini aşınma yüzeyi için, Triboloji Dergisi 115 (1) (1993) 119-124. [8] R. Gauvin, H. Sarı, F. Safah, bir de yük döngüsü deneysel incelenmesi plastik dişli örgü, in: Int. Belirtiler. Doğum Dişli ve Enerji İletimi, Tokyo, 1981, s. 378-473. [9] N. Tsukamoto, naylon dişli yük kapasitesi, JSME Bülteni hakkında İncelenmesi 27 (1984) 229. [10] H. Hachman, E. ölçek sileceği, naylon dişli, Konstruktion 3 (No. 18) (1966) 81-94. [11] J.H. Chen, F.M. Nasıl yağlama MoS2 dolu naylon dişli etkiler Juarbe, Güç Iletim Tasarımı (1982) 34-40. [12] R. Gauvin, P. Girad, H. Sarı, plastik üzerine çalışan sıcaklık Araştırılması / çelik dişli çiftleri, ASME Kağıt, 80-C2/DET-108, 1980. çalışan sıcaklık ve yorgunluk değerlendirmek için [13] SS Yousef, Teknikleri termoplastik vites, Mekanizma ve Makine Teorisi 8 (1973) 175 dayanımı - 185. [14] H. Blok, gerçek temas yüzeyleri de sıcaklık artışı teorik çalışma altında yağlılık yağlama koşullarda: Genel Tartışma üzerine Tutanakları Yağlama ve yağlama, IMechE, vol. 2, 1937, s. 222-235. [15] JC Jaeger, içinde, rehber sürgülü de ısı ve sıcaklık kaynakları taşıma: Yeni SouthWales, vol Royal Society of Proceedings. 56, 1942, s. 203-224. [16] R. Holm, bir temas yüzeyi sıcaklığı gelişme hesaplanması ve sürgülü temas Dergisi'nde sıcaklık artışı sorununa uygulama Uygulamalı Fizik 19 (1948) 266-361 of. [17] F.P. Bowder, D. Tabor, Sürtünme ve katılar, Oxford Üniversitesi yağlanması, Londra, 1950. [18] JF Archard, sürtünme yüzeyleri, Giyim, 2 sıcaklık (1958/1959), 438 - 455. [19] G.T. Symm, iki sürtünme cisimlerin yüzey sıcaklığı, Mekanik Dergisi

ve Uygulamalı Matematik 20 (1967) 381-391. [20] H. Blok, flaş sıcaklık kavramı, (1963) 483-494 6 giyin. [21] K. Mao, polimer kompozit dişli flaş sıcaklık tahmini için bir yaklaşım sonlu farklı bir yöntem kullanarak, 262 (2007) 1321-1329 giyin. [22] K. Friedrich, Sürtünme ve Polimer (Kompozit Kompozit Malzemelerin Aşınma Serisi, 1), Elsevier Science Yayınları BV, 1986. [23] J.K. Lancaster, termoplastik yatak için sınırlayıcı PV ilişki Tahmini malzemeleri, Triboloji (Mayıs 1971) 82-86. [24] K. Mao, Dişli toothcontact analiz ve yorgunluk azaltma uygulaması (2007) 262 Giyim, 1281-1288 giyerler. [25] K. Mao ile güç aktarma dişli iletim hatası tahmini için bir yaklaşım doğrusal olmayan sonlu elemanlar metodu, Otomobil Mühendisliği IMechE-Dergi 220 (10) (2006) 1455-1463.