แบบจำลองกำลังสูญเสียจากการไถลในเฟืองตรงและเฟืองเฉียงที่พิจารณารูปแบบของการกระจายภาระบนหน้าฟันเฟือง

Abstract

แบบจำลองเพื่อประเมินกำลังสูญเสียของคู่เฟืองเป็นเครื่องมือสำคัญอย่างหนึ่ง ทำให้สามารถประเมินได้ว่ากำลังสูญเสียของคู่เฟืองมีขนาดเท่าไร และพารามิเตอร์รูปร่างของเฟืองมีผลต่อกำลังสูญเสียอย่างไร อย่างไรก็ตามแบบจำลองเพื่อประเมินกำลังสูญเสียที่มีอยู่ยังไม่สามารถทำนายผลของพารามิเตอร์รูปร่างบางตัวได้อย่างถูกต้อง ทั้งนี้เนื่องจากแบบจำลองเดิมมีสมมุติฐานให้มีการกระจายภาระบนเส้นสัมผัสอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งไม่สอดคล้องกับความเป็นจริง สำหรับวิทยานิพนธ์นี้จะรวบรวมผลการศึกษาเกี่ยวกับการกระจายภาระบนหน้าฟันเฟืองตรง และเฟืองเฉียง และใช้ข้อมูลนี้ในการปรับปรุงแบบจำลองกำลังสูญเสียให้สามารถประเมินได้ถูกต้องมากยิ่งขึ้น ในวิทยานิพนธ์นี้ได้ปรับปรุงการแบ่งภาระของฟันเฟืองตรงในขณะที่ฟันขบกัน 2 คู่ เป็นอัตราส่วน 33:67 และ 45:55 ส่วนการกระจายภาระบนหน้าสัมผัสฟันเฟืองตรงเป็นการกระจายแบบสม่ำเสมอ ตามที่ได้มีการนำเสนอไว้ในงานวิจัยก่อนหน้า ในกรณีของเฟืองเฉียงจะใช้วิธีการกระจายภาระบนเส้นสัมผัสที่เสนอโดย Niemann-Richer ในการคำนวณ ภาพ contour ของการกระจายภาระบนหน้าฟันถูกตรวจสอบด้วยการทดสอบผิวสัมผัสจากการทาสีหน้าฟันเฟือง และผลการคำนวณโดยใช้แบบจำลองที่ปรับปรุงแล้ว จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับผลการประเมินโดยแบบจำลองเดิม และผลการทดลองซึ่งทำโดยชุดทดลองเฟืองแบบ back-to-back รวมถึงเปรียบเทียบกับผลการทดลองของนักวิจัยอื่น ผลการทดสอบผิวสัมผัสพบว่า บริเวณของสีที่หลุดออกซึ่งแสดงถึงตำแหน่งที่มีแรงกระทำสูงมีความสอดคล้องกับบริเวณรับภาระมากในภาพ contour ของรูปแบบการกระจายภาระที่ใช้ในแบบประเมินใหม่ มากกว่าภาพ contour ที่สร้างขึ้นโดยใช้สมมุติฐานเดิม สำหรับผลการประเมินกำลังสูญเสียพบว่า แบบจำลองหลังปรับปรุงแล้วประเมินกำลังสูญเสียได้ต่ำลงกว่าแบบจำลองเดิม และเมื่อเปรียบเทียบกับผลการทดลองทั้งที่ทำให้ห้องปฏิบัติการเองและผลที่ทำโดยนักวิจัยอื่นพบว่า แบบจำลองที่ปรับปรุงแล้วสามารถประเมินผลของพารามิเตอร์รูปร่างต่างๆ ได้แก่มุมกด มุมฮีลิกซ์ และความกว้างหน้าฟันได้อย่างถูกต้อง ในขณะที่แบบจำลองเดิมจะประเมินได้ถูกต้องเพียงแค่ผลของมุมกด และความกว้างหน้าฟันเท่านั้น