کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7003994 1454941 2018 17 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Prediction of micropitting damage in gear teeth contacts considering the concurrent effects of surface fatigue and mild wear
ترجمه فارسی عنوان
پیش بینی آسیب میکروپمپ در تماس با دنده های دندانه دار با توجه به اثرات همزمان خستگی سطحی و خستگی خفیف
ترجمه چکیده
در این مقاله، وقوع آسیب های میکروپمپ در تماس با دنده دنده بررسی شده است. یک مدل کلی موجود در میکروپیزاسیون، که برای شرایط روانکاری مخلوط، تاریخ استرس و تجمع آسیب خستگی مطرح می شود، در اینجا برای مقابله با شرایط تماس گذرا که در طول مشست دندان دنده وجود دارد، مطابقت دارد. این مدل، اثرات همزمان خستگی سطح و خستگی ملایم بر تکامل زبری سطح دندان را در نظر می گیرد و بنابراین پیچیدگی های تجمع آسیب بر روی دندان های دندان را در شیوه ای واقع گرایانه تر از آنچه که تاکنون امکان پذیر است، می گیرد. کاربرد مدل برای شرایط تماس دنده ها ابتدا با مقایسه پیش بینی های آن ها با آزمایش های مربوط به خستگی در تماس با سه چرخ انجام می شود. استفاده از مدل به یک جفت چرخ دنده های مهره ای نشان می دهد که تحت شرایط ضخامت خاصی از فیلم های نفتی خاص، رقابت پیوسته بین خستگی سطح و سایش خفیف، سطح کلی و همچنین توزیع آسیب های میکروپلیشی در طول بلبرینگ دندان را تعیین می کند. نتیجه این رقابت از لحاظ سطح آسیب نهایی بستگی به سرعت کشش، فشار و ضخامت فیلم خاص دارد. به طور کلی، بدون پوششی از سطح، آسیب میکربیت با افزایش ضخامت فیلم کاهش می یابد، اما ممکن است در برخی موارد آسیب های میکروپلی ایجاد شود، زیرا ضخامت فیلم به نقطه ای که در آن سایش می شود و سطح بالای آن کاهش می یابد، کاهش می یابد. تداخل باطنی به طور مشابه، هنگام پوشیدن ناچیز است، افزایش کششی می تواند باعث افزایش تعداد میکروپوشی با افزایش تعداد چرخه های استرسزا شود، اما وقتی که سایش وجود دارد، افزایش کششی ممکن است منجر به کاهش میکربیتی شود زیرا باعث می شود که سریعتر برداشته شود. نتایج نشان می دهد که وضعیت ایده آل از لحاظ پیشگیری از آسیب سطحی این است که در آن برخی از خستگی در ابتدای عمل جفت چرخ دنده به میزان کافی در سطوح دندانه می پوشند، بنابراین کاهش می یابد و پس از آن میله های خالی یا ناچیز برای بقیه جفت چرخ دنده. پیچیدگی های تعامل بین شرایط تماس، سایش و خستگی سطح، همان طور که در نتایج کنونی مشهود است، به این معنی است که یک تکه تکه شدن از میلزینگ چرخ دنده نیاز به یک مدل عددی در کنار خطوط استفاده شده در اینجا دارد و استفاده از معیارهای بیش از حد ساده ممکن است منجر به پیش بینی های گمراه کننده می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی شیمی کلوئیدی و سطحی
پیش نمایش مقاله
پیش بینی آسیب میکروپمپ در تماس با دنده های دندانه دار با توجه به اثرات همزمان خستگی سطحی و خستگی خفیف
چکیده انگلیسی
The present paper studies the occurrence of micropitting damage in gear teeth contacts. An existing general micropitting model, which accounts for mixed lubrication conditions, stress history, and fatigue damage accumulation, is adapted here to deal with transient contact conditions that exist during meshing of gear teeth. The model considers the concurrent effects of surface fatigue and mild wear on the evolution of tooth surface roughness and therefore captures the complexities of damage accumulation on tooth flanks in a more realistic manner than hitherto possible. Applicability of the model to gear contact conditions is first confirmed by comparing its predictions to relevant experiments carried out on a triple-disc contact fatigue rig. Application of the model to a pair of meshing spur gears shows that under low specific oil film thickness conditions, the continuous competition between surface fatigue and mild wear determines the overall level as well as the distribution of micropitting damage along the tooth flanks. The outcome of this competition in terms of the final damage level is dependent on contact sliding speed, pressure and specific film thickness. In general, with no surface wear, micropitting damage increases with decreasing film thickness as may be expected, but when some wear is present micropitting damage may reduce as film thickness is lowered to the point where wear takes over and removes the asperity peaks and hence reduces asperity interactions. Similarly, when wear is negligible, increased sliding can increase the level of micropitting by increasing the number of asperity stress cycles, but when wear is present, an increase in sliding may lead to a reduction in micropitting due to faster removal of asperity peaks. The results suggest that an ideal situation in terms of surface damage prevention is that in which some mild wear at the start of gear pair operation adequately wears-in the tooth surfaces, thus reducing subsequent micropitting, followed by zero or negligible wear for the rest of the gear pair life. The complexities of the interaction between the contact conditions, wear and surface fatigue, as evident in the present results, mean that a full treatment of gear micropitting requires a numerical model along the lines of that applied here, and that use of overly simplified criteria may lead to misleading predictions.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Wear - Volumes 398–399, 15 March 2018, Pages 99-115
نویسندگان
, , ,