جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای رضا فروغی)
موضوع: بررسی عددی بازده در یک جعبه‌دنده با چرخ‌دنده‌های ساده
ارائه دهنده: رضا فروغی
استاد راهنما: دکتر صالح اکبرزاده
استاد مشاور: دکتر محمدرضا فروزان
استادان داور: دکتر محسن اصفهانیان- دکتر مهران مرادی
چکيده:
جعبه‌دنده‌ها برای انتقال قدرت به‌طور گسترده‌ای در صنعت برای کاهش گشتاور و افزایش سرعت، یا کاهش سرعت و افزایش گشتاور مورد استفاده قرار گرفته‌اند. هدف از انجام این پژوهش بررسی و شبیه‌سازی عددی کارایی یا بازده در یک جعبه‌دنده با چرخ‌دنده‌های ساده است. با در نظرگرفتن مجموع افت‌های توان کارایی قابل محاسبه است. افت‌های توانی که در این پژوهش بررسی شده است شامل افت توان به‌علت اصطکاک ناشی از درگیری چرخ‌دنده‌ها با یکدیگر، افت توان به‌علت مقاومت هوا در برابر چرخش چرخ‌دنده‌ها، افت توان به‌علت گردش روان‌کار در جعبه‌دنده و افت توان در یاتاقان‌ها است. در بخش درگیری چرخ‌دنده‌ها با یکدیگر، تماس دندانهها در هر نقطه با تماس دو استوانه‌ی معادل جانشینی شده است. برای محاسبه‌ی افت توان به‌علت اصطکاک بین چرخ‌دنده‌ها، ضریب اصطکاک زبری‌ها در این مدل مورد استفاده قرار گرفته است است. داده‌های مورد نیاز برای محاسبه‌ی ضریب اصطکاک مانند بار اعمال شده به دندانهها، سرعت و بار بی‌بعد، سرعت لغزشی و غلتشی و دیگر داده‌ها در راستای خط عمل، مدل‌سازی و محاسبه شده است. همچنین در این پژوهش اثر ویژگی‌های روان‌کار، جنس چرخ‌دنده و زبری سطح برای محاسبه‌ی ضریب اصطکاک بین چرخ‌دنده‌ها در نظر گرفته شده است. در بخش افت توان به‌علت گردش روان‌کار و افت توان در یاتاقان، گشتاورهای ناشی از اصطکاک در هر بخش محاسبه و در سرعت چرخش ضرب شده تا مقدار این افت‌های توان به‌دست آید. در بخش افت توان ناشی از گردش روان‌کار، دو روند برای شناسایی آرام یا مغشوش بودن جریان روان‌کار و در نتیجه محاسبه‌ی گشتاور بی‌بعد پسا وجود دارد. برای تعیین رابطه‌های گشتاور بی‌بعد پسا، این دو روند یکی تنها بر مبنای عدد رینولدز بحرانی و دیگری بر مبنای عدد رینولدز بحرانی و شتاب گریز از مرکز ناشی از گردش روان‌کار است. در پژوهش حاضر هر دو روند مدل‌سازی و نتایج آن مقایسه شده است. برای محاسبه‌ی افت توان ناشی از مقاومت هوا در این مدل، برای چرخ‌دنده‌ی راننده و رانده شده، دو رابطه‌ی متفاوت در نظر گرفته شده است. در بخش نتایج، برای یک جعبه‌دنده‌ی مورد استفاده در صنعت تحلیل بازده انجام شده است و با در نظر گرفتن الگوی سطح همسانگرد و غیر همسانگرد نتایج افت توان ناشی از درگیری چرخ‌دنده‌ها با یکدیگر مقایسه شده است. همچنین در این پژوهش اثر تغییر روان‌کار و اثر زبری سطح متفاوت برای چرخ‌دنده‌ها در بازده بررسی شده است. برای محاسبه‌ی این مقدارهای افت توان در نرم‌افزار متلب کدنویسی و شبیه‌سازی انجام شده است. در پایان پس از انجام محاسبه‌ها و با در اختیار داشتن مقدار توان ورودی، بازده در یک جعبه‌دنده قابل محاسبه است.
کلمات کليدی: بازده، جعبه‌دنده، افت توان، ضریب اصطکاک، زبری سطح، چرخ‌دنده، یاتاقان، روان‌کاری