مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل حرارتی، تاثیر نوع روانکار و عمر خستگی چرخ‌دنده‌های مخروط مارپیچ‏ جعبه دنده اصلی بالگرد

نویسندگان
1 دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشگاه کاشان
2 دانشگاه کاشان
3 شرکت هواپیماسازی ایران
چکیده
در مقاله حاضر، تحلیل حرارتی چرخ‌دنده‌های مخروط مارپیچ استفاده شده در جعبه دنده اصلی بالگرد – متعلق به شرکت هواپیماسازی ایران- بررسی می‌شود. ابتدا ضمن معرفی ویژگی‌های هندسی چرخ‌دنده‌ها‌، مبانی روانکاری و تحلیل حرارتی بر اساس استانداردهای موجود در طراحی چرخ‌دنده‌ها از جمله استاندارد آگما بررسی شده و پس از آن جهت تشکیل مدل اجزاء محدود، شرایط اولیه و مرزی آن با تعیین ویسکوزیته روغن و پس از آن محاسبه ضریب اصطکاک، ضرایب انتقال حرارت جابه‌جایی و هدایت بر اساس مدل‌های تجربی و تحلیلی چرخ‌دنده‌های مخروط مارپیچ مشخص می‌شود. لازم به ذکر است که هدف از تهیه مدل المان محدود در کار حاضر، کاهش خطای مربوط به محاسبات پیچیده تحلیلی و دستی ضمن افزایش سرعت حل مسأله می‌باشد. تاثیر عوامل مختلف، از قبیل افزایش دمای لحظه‌ای و تاثیر دمای اولیه بر آن، تنش‌های تماسی و شارهای حرارتی، مقایسه اثرات انواع روانکارهای معدنی بر کاهش دما و عمر خستگی جعبه دنده بررسی می‌شوند. نتایج حاصل از کار حاضر نشان خواهند داد که افزایش دمای لحظه‌ای به صورت خطی تابعی از دمای اولیه می‌باشد، بطوری که دمای لحظه‌ای سیستم نسبت به دمای اولیه شروع به کار آن 56 درجه سانتی‌گراد افزایش خواهد داشت. همچنین همچنین نتایج نشان می‌دهد که حضور انواع روانکارهای معدنی علاوه بر آن‌که موجب کاهش سطوح تماس فلز با فلز و ضریب اصطکاک می‌شود، نقش به‌سزایی در خنک‌کاری چرخدنده و افزایش بیش از اندازه دما درون آن ایفا می‌کند، بدین صورت که استفاده از روانکارهای معدنی در سیستم سبب خواهد شد که دما از 90 درجه سانتیگراد تجاوز نکند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Thermal analysis, effect of lubricant and fatigue life of spiral bevel gears of main gearbox

نویسندگان English

Mojtaba Mehrabi 1
Mehdi Mohammadimehr 2
Mohammad Reza Fatehi 3
Ali Ghorbanpour Arani 2
چکیده English

In the present paper, thermal analysis of used spiral bevel gears in main gearbox of helicopter- belong to Iran Aircraft Manufacturing- is investigated. Firstly, with introducing the geometry properties of gears, basic lubrication and thermal analyses are considered based on standards of gear design such as AGMA. Then, in order to create the finite element model, initial and boundary conditions with considering the oil viscosity and calculating the friction coefficient, convection and heat conduction coefficients are determined based on experimental and analytical models in spiral bevel gear. It is noted that, the goal of finite element model is considered to reduce the complex calculation errors and increase the speed of problem solving. Effects of various parameters such as increasing the FLASH temperature and influences of initial temperature on it, contact stresses and heat fluxes, comparison of different mineral oils on the decreasing of temperature and fatigue life are examined. The obtained results of present work show that the FLASH temperature of main gearbox is linear function of initial temperature, so that FLASH temperature increases 56 centigrade in comparison of initial temperature. Also, it is demonstrated that the presence of various mineral oils in this system lead to reduce the solid-solid surface contact and friction coefficient. Moreover, these lubricants cause the cooling in the gearbox and enhancing more temperature, thus the employing these lubricants lead to exceed the system temperature to 90 centigrade.

کلیدواژه‌ها English

Spiral Bevel Gears
Finite element simulation
thermal analysis
Lubricant
Fatigue Life