Mesh stiffness calculation of a spur gear pair with tooth profile modification and tooth root crack

Chen, Zaigang; Shao, Yimin

doi:10.1016/j.mechmachtheory.2012.10.012

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“…Al respecto la investigación de Gopi Chand, et al [24] utiliza el software de ¨Matlab¨ para el cálculo y diseño del perfil del diente según el sistema normal de módulo. Con respecto al cálculo de la rigidez de engranamiento en un par de engranajes rectos y grieta en la raíz del diente la investigación de Chen and Shao [25] presentan el modelamiento dinámico que permite establecer la relación entre los errores de transmisión del perfil del diente y la rigidez total del sistema de engranamiento para pares de engranajes con baja relación de contacto (LCRG), y también con pares de engranajes con alta relación de contacto (HCRG). Igualmente, se pudo establecer que los errores de transmisión se pueden disminuir con la selección apropiada del perfil del diente, para que haya una mínima amplitud fluctuante entre los perfiles, claro está con el sacrificio en la capacidad de carga.…”

Section: Contribuciones Sobre El Estudio De Los Esfuerzos De Contactounclassified

Estado del arte sobre perfiles de dientes para engranajes

Henao

Peña

2014

prospect

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RESUMENEste artículo resume los aspectos más importantes a tener en cuenta en el diseño de los perfiles de los dientes de engranajes, incluyendo consideraciones relacionadas con la capacidad de carga, diseño de perfil de los dientes, error de transmisión, ángulo de presión, el desgaste y el análisis de fallos. El objetivo principal de esta revisión es aportar criterios de selección para el diseño de perfiles de los dientes de engranajes rectos que ofrecen mayor capacidad y error mínimo de transmisión, por tanto esta investigación aporta una mejor comprensión del diseño basado en las variaciones geométricas del perfil de los dientes en los engranajes. ABSTRACTThis article summarizes the most important aspects to be taken into account in the design of gear tooth profiles, including considerations related to gear load capacity, tooth profile design, transmission error, pressure angle, wear and failure analysis. The primary aim of this review is to contribute selection criteria for the design of spur gear tooth profiles that offer greater capacity and minimum transmission error, therefore this study provides a better understanding of geometric design based on variations of the gear teeth profile Key words: Gear, Tooth profile, Transmission error, Load capacity, Failure analysis, Pressure angle. INTRODUCCIÓNEl diseño de perfiles especiales está enmarcado dentro de una de las áreas de exploración orientada al desarrollo de sistemas de transmisión para aplicaciones específicas en gran variedad de aplicaciones industriales, las cuales emplean perfiles con diferentes características geométricas. Si bien el cálculo del perfil especial para un diseño exacto requiere de gran cantidad de operaciones matemáticas y precisión en el proceso de manufactura, sorprende ver que con los avances tecnológicos logrados en máquinas herramientas para el mecanizado de perfiles, la industria cuenta, entre otros, con equipos CNC de gran versatilidad en su programación, lo cual facilita el mecanizado de perfiles de engranaje y piezas con un alto grado de complejidad.En este orden de ideas, en este trabajo se resalta una serie de investigaciones que sirve como marco de referencia para tener en cuenta en un diseño integral del engranaje y se describen los conceptos utilizados en los principales métodos de diseño para la generación del perfil. Por consiguiente es un tema de interés para el análisis y desarrollo de nuevos perfiles de engranajes, por lo cual su estudio requiere de muchas variables, limitaciones y relaciones que permitan lograr un perfil óptimo para una aplicación específica. CONTRIBUCIONES REALIZADAS EN PERFILES DE DIENTESConsiderando inicialmente la delineación del perfil de diente de involuta, Jianing [1] presenta el modelo paramé-

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Section: Contribuciones Sobre El Estudio De Los Esfuerzos De Contactounclassified

Estado del arte sobre perfiles de dientes para engranajes

Henao

Peña

2014

prospect

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“…Yet in truth the gear tooth starts from the root circle rather than the base circle, which was pointed out by Liang. Chen and Shao [6] proposed an analytical mesh stiffness model based on the crack width along the crack width and the crack depth. Ma and Chen [7] through numerical simulation to establish the dynamic model of gear system's tooth form crack and spalling failure.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Influences of tooth crack on time-varying mesh stiffness of helical gears

Chen¹,

Wang²

2018

Proceedings of the 2017 4th International Conference on Machinery, Materials and Computer (MACMC 2017)

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Abstract:The time-varying meshing stiffness (TVMS) provides important information about the health status of the gear system. Tooth faults, like crack, pitting, spalling and breakage will change the TVMS. In order to comprehensively understand the vibration properties of a helical gear set, it is necessary to evaluate the mesh stiffness effectively. In this paper, slicing method, discrete integral method and potential energy method are combined to analytically evaluate the mesh stiffness of a helical gear set. A crack model is developed and the mesh stiffness reduction is quantified when a crack occurs in the pinion or the gear.

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“…The methods of TVGS calculation in previous studies can generally be categorized as finite element method (FEM) [5], experimental method [6] and analytical method [7][8][9][10][11], among which FEM and experimental method both require precise experiment facilities, though they have a higher accuracy. However, the analytical method provides an alternative to the FEM and the experimental method for its high efficiency to obtain gearmesh stiffness.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Liang [9] estimated the gearmesh stiffness of a planetary gear set using a straight limiting line. Chen [10] took non-uniformly distribution of crack along tooth width into consideration. Ma [11] evaluated the gearmesh stiffness of a cracked spur gear set by regarding the limiting line as a parabolic curve.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A new model for calculating time-varying gearmesh stiffness

Lei¹,

Wang²,

Liu³

et al. 2017

Vib. proced.

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Abstract. Time-varying gearmesh stiffness (TVGS) is the main cause of gear vibration, and its accuracy affects the responses of dynamic models. An exponential curve model based on the Saint Venant's Principle is proposed to calculate the gearmesh stiffness of cracked spur gears in this paper. With the proposed model, the TVGS under the circumstances of healthy condition and four crack cases are computed, whose results have a good agreement with those of finite element method (FEM). Therefore, the exponential curve model can be used to estimate the TVGS and an alternative to FEM in gearmesh stiffness calculation is provided.

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Mesh stiffness calculation of a spur gear pair with tooth profile modification and tooth root crack

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Influences of tooth crack on time-varying mesh stiffness of helical gears

A new model for calculating time-varying gearmesh stiffness

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