Mezőgazdasági gépek fogaskerék-hajtóműveinek az optimálása
Panel
Engineering, Metallurgy, Architecture and Transport Sciences
Department or equivalent
Department of Machine and Industrial Product Design (Budapest University of Technology and Economics)
Participants
Bakk, János M. Csizmadia, Béla
Starting date
2001-01-01
Closing date
2005-12-31
Funding (in million HUF)
4.075
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
1. Meghatároztuk a szerszámgép-beállításnak és a fogakat megmunkáló szerszám geometriájának megfelelő fogfelületek valós geometriáját és az így kialakított fogak egymással történő kapcsolódásának a jellemzőit.
2. Új módszert dolgoztunk ki a pillanatnyilag kapcsolódó fogpárok közötti és a fogak menti terheléseloszlás számítására. Az új módszer alapgondolata, hogy terhelés alatt az elméleti pontérintkezés egy meghatározott vonal teljes hosszában, vagy részhosszában húzódó, kis szélességű, felületi érintkezésbe megy át. A módszer figyelembe veszi a fogak hajlításból és nyírásból eredő deformációját, a fogak lokális Hertz-féle összenyomódását, a tengelyek alakváltozását, a kapcsolódó fogaskerekek beállítási hibáit, valamint a csapágyakban fellépő hézagokat. A fogak deformációjának és a bennük fellépő feszültségek számítására egy külön végeselem módszert dolgoztunk ki.
3. Kidolgoztunk egy új módszert a hipoid fogaskerékpár és az íveltfogú kúpkerekpár termo-elasztohidrodinamikus kenésvizsgálatára
4. Megalkottuk a megfelelő számítógépes programokat.
5. Eredmények: A szerszámprofil körívsugarainak, illetve a szerszám átmérőjének optimálásával a maximális fogfelületi nyomás 16.22 %-kal, a hajtott kerék szögelfordulási hibája pedig 178.72 %-kal csökkent, a gépbeállítási paraméterek helyes megválasztásával még további 5.8 %-kos, illetve 65.4 %-kos csökkenés érhető el.
Results in English
1. The tooth geometry due to cutter geometry and machine tool settings for pinion and gear teeth processing was defined.
2. A new method for load distribution calculation was developed: It was assumed that the theoretical point contact of the mismatched (modified) spiral bevel and hypoid gears under load spreads over a surface along the whole or part of the “potential” contact line made up of the points of the mating teeth surfaces in which the separations of these surfaces along the tooth face width are minimal. The bending and shearing deflections of gear teeth, the local contact deformation of mating surfaces, gear body bending and torsion, the deflection of supporting shafts, and the manufacturing and alignment errors were included. A new finite element method for the calculation of tooth deflections and stresses was developed.
3. A new method for the thermal elastohydrodynamic analysis of lubrication in spiral bevel and hypoid gears was developed.
4. The corresponding computer programs were developed.
5. The obtained results: By applying the optimal geometry and diameter of the cutter for pinion processing the maximum tooth contact pressure was reduced by 16.22% and the angular position error of the driven gear by 178.72%. The optimization of the machine tool settings in pinion teeth processing yields to further reductions of 5.8% and 65.4%, respectively.
Simon V: Optimal Tooth Modifications in Hypoid Gears, J Mech Design 127: 646-655, 2005
Simon V: Influence of Lubricant and Operating Parameters on EHD Lubrication in Hypoid Gears, World Tribology Congress III, Washington, Paper No. WTC2005-63118., 2005
Simon V: Load Distribution in Spiral Bevel Gears, J Mech Design (in press), 2006
Simon V: The Influence of Gear Hobbing on Worm Gear Characteristics, ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Orlando, Paper No. IMECE2005-79517, 2005
Simon V: Optimal Machine Tool Setting for Hypoid Gears Improving Load Distribution, J Mech Design 123: 577-582., 2001
Simon V: The Influence of Machine Tool Setting on Tooth Contact of Hypoid Gears, 5th International Conference ''Modern Technologies in Manufacturing'', Cluj-Napoca: 2001, pp. 405-408, 2001
Simon V: A New Approach to Loaded Tooth Contact Analysis in Modified Gears, Mezőgazdasági Technika, pp. 95-101, 2003
Simon V: Optimal Cutter Diameter for Pinion Teeth Generation in Hypoid Gears, 11th World Congress in Mechanism and Machine Science, Tianjin: 2004. pp. 911-915, 2004
Simon V: FEM Stress Analysis in Spiral Bevel Gears, 11th International Conference on Tools ICT-2004, Miskolc: 2004. pp. 147-152, 2004
