تاثیر دما میزان دفرمگی و تغییر شکل ساختاری بر پارامتر سایش در چرخدنده های هارمونیک

چرخ دنده های هارمونیک به دلیل ابعاد کوچک نسبت های دنده ای بالا و ویژگی بدون بازی در کاربردهای با دقت بالا مانند رباتیک، هوافضا و تجهیزات پزشکی به طور گسترده استفاده می شوند. با این حال تعامل پیچیده بین نوسانات دما و تغییر شکل های ساختاری در طول عملکرد به طور قابل توجهی رفتار سایش آنها را تحت تاثیر قرار داده و به تبع آن عملکرد و طول عمرشان را متاثر می سازد. علی رغم تحقیقات گسترده در زمینه سایش چرخ دنده ها، اثرات تلفیقی دما و تغییر شکل بر ویژگی های سایش چرخ دنده های هارمونیک به طور کامل شناخته نشده است. اکثر مدل های موجود تاثیرات حرارتی و مکانیکی را جداگانه بررسی می کنند یا تعاملات آنها را ساده سازی می نمایند که منجر به پیش بینی های نادرست سایش و استراتژی های طراحی ناکارآمد می شود. این خلا، دانش توسعه سیستم های محرک هارمونیک قابل اعتماد که بتوانند در شرایط عملیاتی دشوار عملکرد پایدار داشته باشند را محدود می کند. بنابراین یک بررسی جامع که اثرات حرارتی، تغییر شکل ساختاری و تاثیر آنها بر تکامل سایش را یکپارچه کند برای بهبود نگهداری پیش بینی شده، بهبود انتخاب مواد و بهینه سازی طراحی چرخ دنده های هارمونیک ضروری است. این پژوهش به بررسی اثرات ترکیبی دما و تغییر شکل ساختاری بر ویژگی های سایش چرخدنده های هارمونیک می پردازد. مجموعه ای از شبیه سازی های تجربی برای اندازه گیری نرخ سایش، ضریب اصطکاک، کاهش سختی سطح و عمر مفید چرخدنده ها تحت مقادیر مختلف تغییر شکل (۰ تا ۴۰ میکرون) و دماهای کاری (۴۰ تا ۱۲۰ درجه سانتی گراد) انجام شد. نتایج نشان دهنده افزایش غیرخطی نرخ سایش با افزایش دفرمگی و دما است که تا ۷ برابر نسبت به شرایط مرجع افزایش می یابد. همزمان ضریب اصطکاک بیش از ۱۳۰٪ افزایش یافته و سختی سطح تقریبا ۳۷٪ کاهش یافته که موجب تسریع فرایندهای سایش می شود. علاوه بر این عمر مفید چرخدنده ها به طور قابل توجهی با افزایش دفرمگی و دما کاهش یافته و در بالاترین شرایط آزمایشی بیش از ۷۰٪ کاهش یافته است.

کلیدواژه ها:

چرخ دنده هارمونیک ، سایش ، دما ، ضریب اصطکاک ، سختی سطح