การวัดและการประยุกต์ใช้แบบจำลองคณิตศาสตร์หากำลังสูญเสียของเฟืองตรง

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้เสนอการศึกษาเบื้องต้นเกี่ยวกับปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อกำลังสูญเสียในการส่งกำลังของคู่เฟืองตรง โดยได้แบ่งการศึกษาเป็น 2 ส่วน ได้แก่ การประยุกต์ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์และการทดลองหากำลังสูญเสียในการส่งกำลังของคู่เฟืองตรง แบบจำลองเพื่อประเมินกำลังสูญเสียของคู่เฟืองตรงในงานวิจัยนี้จะใช้แบบจำลองซึ่งปรับปรุงจากแบบจำลองที่เสนอโดย ชนัตต์ ในส่วนของการทดลองนั้น ได้จัดสร้างชุดทดลอง back-to-back gearbox system ในการวัดกำลังสูญเสีย ชุดทดลองนี้เป็นชุดทดลองแบบไม่มีกำลังขาออก กำลังที่ใส่เข้าไปจะไหลวนอยู่ในระบบเพื่อชดเชยแรงเสียดทานและกำลังสูญเสียต่างๆ ในระบบ ปัจจัยที่มีผลต่อกำลังสูญเสียในคู่เฟืองตรงที่พิจารณาในที่นี้ ได้แก่ โมดูล มุมกดหน้าฟัน อัตราทด ความเร็วรอบหมุน และภาระแรงบิด จากผลการประเมินโดยใช้แบบจำลองและผลการทดลองวัดกำลังสูญเสียพบว่า เฟืองที่มีโมดูลใหญ่จะมีกำลังสูญเสียมากกว่าเฟืองที่มีโมดูลเล็ก ผลของการศึกษามุมกดหน้าฟันพบว่า กำลังสูญเสียมีค่าเพิ่มขึ้น เมื่อมุมกดหน้าฟันลดลง และการศึกษาผลของอัตราทดพบว่า คู่เฟืองที่มีอัตราทดมากจะมีกำลังสูญเสียมากกว่าคู่เฟืองที่มีอัตราทดน้อย โดยกำลังสูญเสียจะมีค่าเพิ่มขึ้นตามความเร็วรอบและภาระแรงบิด การเปรียบเทียบแนวโน้มของกำลังสูญเสียที่ประเมินได้จากแบบจำลองและกำลังสูญเสียจากการทดลองมีแนวโน้มสอดคล้องกัน โดยผลการประเมินจากแบบจำลองซึ่งใช้สูตรอย่างง่ายที่เหมาะสมในการคำนวณค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน สามารถทำนายกำลังสูญเสียได้ใกล้เคียงกับผลการทดลอง โดยมีค่าความแตกต่างเทียบกับผลการทดลองไม่เกิน 0.2 กิโลวัตต์