Πειραματική διερεύνηση της επίδρασης της μετατόπισης των οδοντώσεων στην ακρίβεια των τροχών

Abstract

Η παρούσα εργασία ασχολείται με την πειραματική διερεύνηση της επίδρασης της μετατόπισης των οδοντώσεων στην ακρίβεια των τροχών, κατά πόσο, δηλαδή, από την κατασκευαστική διαμόρφωσή τους απέχουν από τη θεωρητικά γεωμετρική μορφή που προβλέπεται γι’ αυτούς. Η απόκλιση της πραγματικής, από την προβλεπόμενη από τη θεωρία, τιμής των γεωμετρικών χαρακτηριστικών τους, οφείλεται σε κατασκευαστικά σφάλματα, που αφορούν είτε στη μορφή του κοπτικού εργαλείου, είτε στην τοποθέτηση του, καθώς και στη φύση της μεθόδου κοπής που επιλέγεται. Η κατασκευαστική διαμόρφωση των οδοντωτών τροχών, επιτρέπει μετατόπιση του κοπτικού εργαλείου παράλληλα ως προς τον άξονα των υπό κατασκευή τροχών, ώστε όπως θα αναλυθεί διεξοδικά στο κεφάλαιο 1, να αποφευχθούν οι υποκοπές, τμήματα δηλαδή της κατατομής των οδόντων που θα δυσχεράνουν τη συνεργασία των τροχών, καθώς για να υπάρξει αυτή θα πρέπει να ακολουθείται ο βασικός νόμος της οδόντωσης σε κάθε σημείο της συνεργασίας των κατατομών. Παρατηρήθηκε, μάλιστα, πως με τη μετατόπιση του κοπτικού εργαλείου, διαφοροποιούνται τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των οδόντων των τροχών, με τρόπο που να αυξάνεται η αντοχή τους σε συνθήκες λειτουργίας. Επιπλέον, με τη μετατόπιση είναι δυνατή η κατασκευή τροχών σε μη τυποποιημένες διαστάσεις και έτσι ανάλογα με τις απαιτήσεις της εκάστοτε εφαρμογής είναι δυνατόν να εφαρμοστούν τροχοί στην επιθυμητή απόσταση λειτουργίας, τόσο για διαστασιολογικούς σκοπούς, όσο και για ανάγκες μείωσης θορύβου. Η επίδραση της μετατόπισης του κοπτικού εργαλείου στην ακρίβεια ενός οδοντωτού τροχού είναι το κύριο θέμα που καλούμαστε να διερευνήσουμε, επειδή υπάρχει η διαφοροποίηση στα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του. Επίσης, επειδή η μετατόπιση συμβαίνει μέχρι κάποια καθορισμένη τιμή, καλούμαστε να διερευνήσουμε αν η επίδραση της εκτείνεται σε όλο το εύρος των τιμών που αυτή λαμβάνει και τον τρόπο που μεταβάλλεται. Για το λόγο αυτό, διεξάγουμε πείραμα με σκοπό τη διαπίστωση της επίδρασης της μετατόπισης στην ακρίβεια των τροχών, καθώς και τη διατύπωση εμπειρικών σχέσεων της μετατόπισης και των σφαλμάτων από τα πειραματικά δεδομένα, αν όντως παρατηρηθεί η ύπαρξη κάποιας τέτοιας σχέσεως. Για τους σκοπούς του πειράματος, χρησιμοποιούνται συνολικά δώδεκα οδοντωτοί τροχοί, τριών διαφορετικών μεγεθών οδοντώσεως. Διαθέτουμε τους κανονικούς οδοντωτούς τροχούς για κάθε μέγεθος οδόντωσης και τους αντίστοιχους μετατοπισμένους για τρεις διαφορετικές τιμές της μετατόπισης, και μετρώνται τα σφάλματα κατασκευής τους για τις διάφορες τιμές της μετατόπισης. Η μέθοδος μέτρησης τους επιλέχθηκε να γίνεται με χρήση πρότυπου τροχού, για να υπάρχει αντιστοίχιση με τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας. Για την ανάλυση των μετρήσεων, απαιτείται γνώση της μεθόδου και σωστή επεξεργασία τους, όπως επεξηγείται στο κεφάλαιο 2.Ο διατιθέμενος εξοπλισμός περιγράφεται εκτενώς στο κεφάλαιο 3, όπως επίσης και η εκτέλεση του πειράματος παράλληλα με τον οδηγό χειρισμού του εξοπλισμού. Στο ίδιο κεφάλαιο γίνεται και η εκτίμηση της αβεβαιότητας των μετρήσεων. Τέλος, στο κεφάλαιο 4, παρατίθενται τα πειραματικά αποτελέσματα από την επεξεργασία των μετρήσεων σε κώδικα MatLab και γίνεται η ανάλυσή τους με χρήση του στατιστικού πακέτου SPSS. Εξάγονται οι εμπειρικές σχέσεις που συνδέουν το μέγεθος των σφαλμάτων με τη μετατόπιση και παρατίθενται τα αντίστοιχα διαγράμματα.