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Un enfoque analítico efectivo para predecir la temperatura de contacto en la superficie de las transmisiones de engranajes cónicos

Autores: Wen, Jun; Zhou, Yuansheng; Tang, Jinyuan; Dai, Yu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Un enfoque analítico efectivo para predecir la temperatura de contacto en la superficie de las transmisiones de engranajes cónicos


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Desgaste
Capacidad de carga
Temperatura de contacto superficial
Espesor de película lubricante
Transferencia de calor
Análisis de elementos finitos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 42

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La capacidad de rodamiento contra el desgaste de los engranajes es un problema significativo para sus vidas útiles, especialmente en los casos con cargas pesadas o altas velocidades. Generalmente, la capacidad de rodamiento contra el desgaste se evalúa según la temperatura de contacto de la superficie que se puede calcular con métodos analíticos o métodos de análisis de elementos finitos (FEA). Los métodos analíticos suelen aplicar la teoría de Blok para obtener eficientemente los resultados al simplificar algunas condiciones físicas reales, que están bien consideradas en los métodos de FEA con resultados precisos pero más tiempo de computación. Por el contrario, se propone un nuevo método analítico eficiente y preciso al introducir el grosor real de la película de lubricante y la transferencia continua de calor para la teoría de Blok. Estas dos condiciones físicas son los problemas clave para el cálculo de las dos partes de la temperatura de contacto de la superficie, la temperatura de destello y la temperatura a granel, respectivamente. Para el cálculo de la temperatura de destello, se introduce la lubricación elastohidrodinámica (EHL) para considerar el grosor de la película de lubricante para la teoría de Blok, y el resultado se obtiene resolviendo eficientemente la ecuación de Reynolds con el método de diferencias finitas. Para la temperatura a granel, el resultado para un punto de contacto en la superficie del diente del engranaje se obtiene directamente según la teoría de Blok, y se considera la transferencia continua de calor entre los puntos de contacto adyacentes con morfología de calor gaussiano, lo que puede construir con precisión la distribución del campo de temperatura a granel en la región de contacto. El método propuesto se valida en buen acuerdo con el método de FEA y con menos tiempo de computación.

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