مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی عددی پارامترهای موثر بر کاهش زمان ماشین‌کاری چرخ‌دنده مخروطی دندانه مستقیم

نویسندگان
دانشگاه اراک
چکیده
زمانی­که نیاز به انتقال قدرت میان شفت­های غیرموازی باشد از چرخدنده­های مخروطی استفاده می­شود. چرخدنده­های مخروطی کاربرد زیادی در سیستم­های انتقال قدرت نظیر دیفرانسیل خودرو و گیربکس بالگردها دارند لذا شناخت و بهبود عملکرد این نوع چرخدنده اهمیت ویژه­ای دارد. محاسبه دقیق زمان ماشین‌کاری چرخ‌دنده مخروطی مورد نظر به‌منظور کاهش وقت و هزینه‌ها امری مهم و ضروری می‌باشد. در این مقاله، داده‌ها با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی در سه سطح جمع‌آوری شده‌اند. مقدار زمان ماشین‌کاری برای هر آزمایش محاسبه شد، سپس با کمک تجزیه‌وتحلیل به روش سیگنال به نویز به بررسی تاثیر پارامترهای ورودی بر طراحی چرخ‌دنده مخروطی دندانه مستقیم بر روی کاهش زمان ماشین‌کاری پرداخته شده است. پارامترهای مورد بررسی نسبت تبدیل، تنش تماسی مجاز و تنش خمشی مجاز می‌باشد. مطابق نتایج به‌دست آمده پارامتر نسبت تبدیل موثرترین پارامتر بر روی کاهش زمان ماشین‌کاری شناخته شد. مقدار بهینه نسبت تبدیل در سطح 1 با مقدار 5/1 گزارش شد.

عنوان مقاله English

Numerical Investigation of the Effective Parameters on Reducing the Machining Time of the Straight Tooth Bevel Gear

نویسندگان English

Fardin Shabani
Mohammad Reza Sheykholeslami
Mahdi Modabberifar
Hamed Faraji
چکیده English

When there is a need to transfer power between non-parallel shafts, bevel gears are used. Bevel gears are widely used in power transmission systems such as car differentials and helicopter gearboxes, so knowing and improving the performance of this type of gear is particularly important. It is important and necessary to accurately calculate the machining time of the desired bevel gear in order to reduce time and costs. In this paper, data are collected using Taguchi's test design method in three levels. The amount of machining time was calculated for each test, then with the help of signal-to-noise analysis, the influence of the input parameters on the design of the straight tooth bevel gear on the reduction of the machining time has been investigated. The investigated parameters are conversion ratio, allowable contact stress and allowable bending stress.According to the obtained results, the conversion ratio parameter was found to be the most effective parameter on reducing the machining time. The optimal value of the conversion ratio was reported at level 1 with a value of 1.5.

کلیدواژه‌ها English

Bevel Gear- Design of Taguchi Experiment-Machining Time- Signal-to-Noise Analysis
1. Siemiatkowski MA, Przybylski WO. A system solution for integration of process planning and control in flexible manufacturing. Integrated manufacturing systems. 1997 Jun 1;8(3):173-80.
2. Lynwander P. Gear drive systems: Design and application. CRC Press; 2019 Jan 22.
3. Padmanabhan S, Srinivasa Raman V, Asokan P, Arunachalam S, Page T. Design optimisation of bevel gear pair. International Journal of Design Engineering. 2011 Jan 1;4(4):364-93.
4. Ebenezer NG, Ramabalan S, Navaneethasanthakumar S. Advanced design optimization on straight bevel gears pair based on nature inspired algorithms. SN Applied Sciences. 2019 Oct;1(10):1155.
5. Sidahmed M. Détection de défauts dans les engrenages. Cetim informations. 1991(124):71-4.
6. Rai P, Barman AG. Design of bevel gears using accelerated particle swarm optimization technique. InIOP Conference Series: Materials Science and Engineering 2018 May 1 (Vol. 361, No. 1, p. 012016). IOP Publishing.
7. Rai P, Barman AG. Design optimization of spur gear using SA and RCGA. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2018 May;40:1-8.
8. Savage M, Coy JJ, Townsend DP. Optimal tooth numbers for compact standard spur gear sets.
9. Dörterler M, Şahin İ, Gökçe H. A grey wolf optimizer approach for optimal weight design problem of the spur gear. Engineering Optimization. 2019 Jun 3;51(6):1013-27.
10. Jung JY. Manufacturing cost estimation for machined parts based on manufacturing features. Journal of intelligent manufacturing. 2002 Aug;13:227-38.
11. Boopathi, S., Sivakumar, K., & Kalidas, R. (2012). Parametric study of dry WEDM using Taguchi method. International Journal of Engineering Research and Development, 2(4), 63-68.