Βελτιστοποίηση ασύμμετρων οδοντωτών τροχών προς αντικατάσταση των κλασικών συμμετρικών

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία, γίνεται προσπάθεια ορισμού μίας βελτιστοποιημένης κατατομής με την οποία θα μπορεί να αντικατασταθεί η μη-εργαζόμενη κατατομή του οδόντα ενός κλασσικού συμμετρικού οδοντωτού τροχού βελτιώνοντας τις μηχανικές ιδιότητες του οδόντα, κρατώντας την εργαζόμενη κατατομή ίδια, δημιουργώντας ασύμμετρες οδοντώσεις. Για την παρούσα μελέτη πρώτα έγινε ανάλυση ευαισθησίας ως προς το πως επηρεάζεται η αντοχή σε σχέση με γεωμετρικές παραμέτρους που ορίζουν την μη-εργαζόμενη κατατομή του οδόντα, όπως το πάχος κεφαλής και η κλίση της κατατομής ως προς τον άξονα του δοντιού. Στην συνέχεια με τα παραπάνω στοιχεία και λαμβάνοντας υπόψη ότι ο βασικός νόμος των οδοντώσεων πρέπει να εφαρμόζεται και στην μη-εργαζόμενη κατατομή σε περίπτωση που αυτή χρειαστεί να εργαστεί ορίζεται μια βελτιστοποιημένη κατατομή με την βοήθεια εργαλείων που προσφέρονται από εμπορικά προγράμματα και ελέγχεται κατά πόσο αυτή συμφέρει να αντικαταστήσει την υπάρχουσα μη-εργαζόμενη κατατομή και παρουσιάζονται συγκριτικοί πίνακες.

In this thesis, an optimized gear tooth profile is attempted to be generated in order to replace the non-working side of a classical symmetric spur gear, improving the mechanical properties of tooth, keeping the working side same as the symmetric gear, resulting to asymmetric gear teeth. For this study, at first a sensitivity analysis was performed in order to define how strength is being affected from geometrical parameters defining the requested profile on the non-working side of the tooth, such as tip-thickness and slope of the profile with respect to the axis of the tooth. Next, using the previous data and considering that the basic law of gearing should be obeyed for in the new profile as well, in case it is needed to mesh, an optimized profile is defined with the assistance of tools provided by commercial software. The new profile is validated in its capability of replacing the classical symmetric profile on the non-working side of the tooth and in the end comparison tables are presented.