شماره مدرك
20980
شماره راهنما
18014
پديد آورنده
سلطان رضائي، سجاد
عنوان
تجزيه و تحليل اثرات سايش بر ارتعاشات چرخدندههاي جعبهدندهصنعتي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
طراحي كاربردي - جامدات
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
هشت، 77ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
چرخدنده ساده , سايش دندانه , حفرههاي خستگي , تحليل ارتعاشات , پايش وضعيت , سيگنال ارتعاشي
تاريخ ورود اطلاعات
1405/01/21
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
دانشكده
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/02/02
كد ايرانداك
23213296
چكيده فارسي
چرخدندهها بهعنوان يكي از اجزاي اصلي مجموعههاي انتقال قدرت، نقش بسيار مهمي در صنايع مختلف ايفا ميكنند و بروز عيوبي نظير سايش و حفرههاي خستگي در سطوح دندانه آنها ميتواند منجر به افزايش ارتعاشات، كاهش عمر كاري و در نهايت خرابي جعبهدنده شود. ازاينرو، شناسايي، پايش و پيشبيني رشد اين عيوب حين بهره برداري و كاركرد جعبهدنده و بدون توقف آن از طريق روشهاي غيرمخرب، بهويژه تحليل ارتعاشات، از اهميت ويژهاي برخوردار است. هدف از انجام اين پژوهش، بررسي تأثير سايش و حفرههاي خستگي سطحي بر پاسخ ديناميكي و ارتعاشي چرخدندههاي ساده و امكان تشخيص اين عيوب از طريق تحليل سيگنالهاي ارتعاشي ميباشد. بدين منظور، يك رويكرد تركيبي مبتني بر جفت شدن يك مدل ديناميكي گسسته، مدل سايش آرچارد و مدل حفرههاي خستگي ارائه شده است. به منظور اعتبارسنجي، به دست آوردن تغييرات سيگنالهاي ارتعاشي و بهروزرساني ضرايب مدلهاي ارائهشده، آزمايشهاي تجربي با استفاده از يك ميز تست شامل يك جعبهدنده، يك ترمز مغناطيسي و يك الكتروموتور انجام شدهاست. بنابراين يكي ديگر از اهداف اصلي اين پژوهش ساخت ميز تست به گونهاي است كه بتوان علاوه بر انجام آزمايشهاي مورد نياز اين پژوهش، در ادامه مسير تاثير ساير خرابيهاي چرخدنده و جعبهدنده بر روي پاسخهاي ديناميكي و سيگنالهاي ارتعاشي را نيز با انجام آزمايشها بررسي نمود. نتايج شبيهسازي و آزمايشها نشان ميدهد كه رشد سايش و افزايش چگالي حفرههاي خستگي موجب تغيير سفتي درگيري، نيروهاي تماسي و ويژگيهاي سيگنال ارتعاشي ميشود. اين تغييرات امكان تشخيص و پايش عيوب سطحي چرخدنده را در مراحل اوليه فراهم ميسازد. نتايج اين پژوهش نشان ميدهد كه استفاده از مدلهاي جفتشده ديناميكي-تريبولوژي، ابزار مناسبي براي پيشبيني رفتار ارتعاشي چرخدندههاي فرسوده بوده و ميتواند بهعنوان روشي مؤثر در نگهداري و تعميرات پيشگويانه جعبهدندههاي صنعتي مورد استفاده قرار گيرد. در واقع با استفاده از تغييرات ايجاد شده در ويژگيهاي سيگنالهاي ارتعاشي و الگوهاي ثبت شده و از طرفي با بهروزرساني مدلهاي سايش و حفرههاي خستگي، ميتوان بروز خرابي و رشد عيوب سايش و حفرههاي خستگي براي ساير چرخدندهها و جعبهدندههاي را نيز پيشبيني نمود.
چكيده انگليسي
Gears, as one of the main components of power transmission systems, play a crucial role in various industries. The occurrence of defects such as wear and fatigue pitting on their tooth surfaces can lead to increased vibrations, reduced service life, and ultimately gearbox failure. Therefore, identifying, monitoring, and predicting the growth of these faults during the operation of gearboxes without stopping them, using non-destructive methods, particularly vibration analysis, is of special importance. The objective of this research is to investigate the effect of surface wear and fatigue pitting on the dynamic and vibrational response of spur gears, as well as the feasibility of detecting these defects through vibration signal analysis. To this end, a combined approach based on the coupling of a discrete dynamic model, the Archard wear model, and the fatigue pitting model has been developed. For validation, experimental tests were conducted using a test rig consisting of a gearbox, a magnetic brake, and an electric motor to obtain variations in vibration signals and update the coefficients of the proposed models. Accordingly, another main objective of this research is to design and construct a test bench that not only enables the experiments required for this study but also allows future investigations into the effects of other types of gear and gearbox failures on dynamic responses and vibration signals through further testing. The results of simulations and experiments indicate that the progression of wear and the increase in the density of fatigue pits lead to variations in mesh stiffness, contact forces, and vibration signal characteristics. These variations enable the detection and monitoring of surface gear defects at their early stages. The findings of this study demonstrate that employing coupled dynamic–tribological models provides an effective tool for predicting the vibration behavior of worn gears and can serve as a practical approach for predictive maintenance of industrial gearboxes. By analyzing the variations in vibration signal characteristics and the recorded patterns, and through updating the wear and fatigue-pitting models, it becomes possible to predict the occurrence and progression of wear and fatigue-related failures in other gears and gearboxes as well.
استاد راهنما
صالح اكبرزاده , علي لقماني
استاد داور
سعيد ضيائي راد , محمدرضا فروزان