Modeling and simulation of coefficient of friction on gear teeth contacts
Dişli temas noktalarında sürtünme katsayısının belirlenmesi ve modellenmesi
- Tez No: 383257
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN AKKÖK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Sürtünme, kuru veya yağlanmış kontak halindeki iki yüzeyin arasındaki harekete karşı direnç olarak tanımlanır. Kontak yükü, kontak geometrisi, yüzey hızları, yüzey pürüzlülüğü parametreleri ve yağ özellikleri yağlama durumunu ya da rejimini etkilemektedir. Bu tezin amacı, dişli temas noktaları arasındaki sürtünme katsayısının dağılımını hesaplayabilen bir karışık EHD (Elastohidrodinamik Yağlama) modeli geliştirmektir.Dişli sistemleri genellikle elastik deformasyonların film kalınlığı ile aynı seviyede olduğu karışık EHD rejimlerinde çalışırlar. Bu rejimde, metal- metal pürüzlü yüzey kontağı ve hidrodinamik film kalınlığı birlikte görülür.Modelde, yüzey pürüzlerinin deformasyon etkileri, yağ viskozitesinin basınç ile değişimi, kayma yuvarlanma hızı oranı, yüzey pürüzlülüğü etkileri hesaplamalara katılır.Model, yağlama rejimlerini sürtünme katsayısı ve yağlama sayısı ile belirleyen Stribeck eğrisi grafiğini çizebilmektedir. Yüksek yüklerde Stribeck eğrisinin kaymasından dolayı aynı yağlama sayısı için daha küçük sürtünme katsayısı gözlemlenir. Bu çalışmada, model, pratikte yüzeyler her zaman Gauss dağılım göstermediği için, Gauss olmayan pürüzlü yüzey yüksekliği dağılımlarına adapte edilmiştir. Weibulldağılımı uygulanarak, karışık EHD modeli, pürüzlü yüzeyler tarafından taşınan yükler olan kontak basınç hesaplamaları ile değiştirilmiştir. Yük ve yüzey pürüzlüğü parametrelerinin Stribeck eğrisi üzerine etkileri analiz edilmiştir. Skewness ve Kurtosis parametrelerinin karışık EHD rejimi üzerine etkileri incelenmiş ve karşılaştırma yapmak için Stribeck eğrisi, hem Gauss hem Gauss olmayan pürüzlü yüzey yüksekliği dağılımları için çizdirilmiştir. Son olarak, Gauss olmayan yüzeyler için karışık EHD modeli, sürtünmesel güç kayıplarını hesaplamak için bir düz dişli çiftine uygulanmıştır. Gauss değerinden daha küçük Sk değerleri ve daha yüksek Ku değerleri için, Gauss pürüzlü yüzey yüksekliği dağılımından daha küçük sürtünmesel güç kaybı veren sürtünme katsayısı daha küçüktür. Bu yüzden, dişli diş yüzeyleri sıfırdan küçük Sk değerleri ve 2.72 değerinden küçük Ku değerlerini verecek şekilde işlenmelidir.
Özet (Çeviri)
Friction is defined as the resistance to motion between two dry or lubricated contacted surfaces. The contact load, contact geometry, surface speeds, surface roughness parameters and oil properties affect the lubrication condition or regime. The purpose of this thesis is to develop a mixed EHL (Elastohydrodynamic Lubrication) model that is capable of calculating the variation of friction coefficient between gear teeth contacts. Gear systems operate commonly in mixed EHL regime where the elastic deformations of the surfaces are in the order of the film thickness. In this regime, metal to metal asperity contact and hydrodynamic film thickness occurs together. In the model, the effects of deformation of surface asperities, oil viscosity change with pressure, slide to roll ratio, surface roughness parameters are taken into account. The model is capable of plotting the Stribeck curve that specifies the regimes with friction coefficient and Lubrication number. For higher loads, due to the shift on the Stribeck curve, lower coefficient of friction is observed for the same Lubrication number. In the present study, the model is adopted to non-Gaussian asperity height distributions since the surfaces do not always have Gaussian distributions in practice. Applying the Weibull distribution, the mixed EHL model is modified with the contact pressure calculation that is load carried by asperities. The effect of load and surface roughness parameters on the Stribeck curve is analyzed. The effect of Skewness and Kurtosis parameters on the mixed EHL regime is investigated and for comparison, the Stribeck curves are plotted for both Gaussian and non-Gaussian asperity height distributions. Eventually, the mixed EHL model for non-Gaussian surfaces is applied to a spur gear pair to determine the frictional power loss. For smaller Sk values and for higher Ku values than the Gaussian values, the friction coefficient values are lower giving low power loss than the Gaussian asperity summit distribution. Therefore, the gear tooth surfaces are to be machined giving smaller Sk than zero and Ku value that is higher than 2.72.
Benzer Tezler
- Yol taşıtı boyuna dinamiği kural tabanlı kontrolcüleri
Road vehicle longitudinal dynamics rule based controllers
SEMİH TUNACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT GÜVENÇ
- Burun iniş takımı sisteminde shimmy davranışının modellenmesi, analizi, testi ve kontrolü
Modelling, analysis, test, and control of the shimmy behavior in nose landing gear system
SENA KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- Hidrolik tahrikli preste kapalı kalıpta sıcak dövme prosesinin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi testi ve analizi
Finite element modeling test and analysis of closed die hot forging process in hydraulic driven press
UTKU BİÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVAT ERDEM İMRAK
- Design, fabrication, and soft impact modeling and simulation of a collision-resilient foldable micro quadcopter
Çarpışmaya dayanıklı, mikro ve dört pervaneli helikopter robotların tasarımı, üretimi, yumuşak darbe modellemesi ve simülasyonu
AMIRALI ABAZARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ONUR ÖZCAN
- Talaş kaldırma işleminin sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla analizi
Başlık çevirisi yok
VAHİT KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUZAFFER ERTEN