بررسي اثر الگوي زبري سطح بر عملكرد تريبولوژيكي چرخ دنده مارپيچ

بحث زبري سطح در قطعات مكانيكي از اهميت زيادي برخوردار است. اغلب از انحراف معيار زبري‌ها به‌عنوان تنها معيار مهم در تحليل قطعات زبر در حال تماس ياد مي‌شود در حالي كه الگوي زبري سطح يا به‌عبارتي نحوه قرارگيري زبري‌ها نيز بر عملكرد قطعات در تماس اثر مي‌گذارد. در اين تحقيق، اثر روش‌هاي مختلف پرداخت سطح بر عملكرد چرخ دنده مارپيچ در رژيم روان‌كاري مخلوط بررسي شده‌است. براي توليد سطوح با زبري‌ها و الگوهاي مختلف از يك برنامه كامپيوتري استفاده شده است. زبري سطح توليد شده سپس به‌عنوان يك ورودي در مدلي كه عملكرد چرخ دنده مارپيچ تحت رژيم روانكاري مخلوط را به كمك روش تقسيم بار پيش‌بيني مي‌نمايد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. نتايج پيش‌بيني‌ها نشان مي‌دهد كه الگوي زبري سطح عرضي در مقايسه با الگوي زبري سطح طولي و همسانگرد باعث مي‌شود سهم بيشتري از بار توسط زبري‌ها تحمل شود و همچنين ضريب اصطكاك مقدار بيشتري داشته باشد. نتايج پيش‌بيني‌هاي اين مدل با نتايج تجربي كه قبلا در مورد اثر الگوي زبري سطح بر عملكرد ياتاقان‌هاي ژورنال انجام شده است سازگار هستند.

The surface roughness is one of the important topics in the mechanical elements. Usually, the standard deviation of asperities height is considered as the only key factor in the contact of rough surfaces while the surface pattern or the orientation of asperities is of vital importance as well. In this research, effect of different methods of surface finishing on the performance of a pair of helical gears is studied. A computer program is used to generate surface roughness profiles with different roughness patterns. This roughness profile is then used as an input in another simulation program which predicts the performance of helical gears under mixed-lubrication regime using the load-sharing concept. The results indicate that in the gears with transverse surface roughness pattern a larger portion of the load is carried by asperities and a higher friction coefficient occurs compared to longitudinal and isotropic roughness pattern. The predicted results are shown to be in good agreement with the results of another study on the effect of surface roughness pattern on the performance of journal bearings.