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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35213| Título: | Estudo da evolução da rugosidade de dentes de engrenagens durante ensaios de desgate tipo FZG |
| Título(s) alternativo(s): | Study of the evolution of gear teeth roughness during FZG wear tests |
| Autor(es): | Antunes, Estela Vicentim Moraes, Samara Paulin |
| Orientador(es): | Silva, Carlos Henrique da |
| Palavras-chave: | Engrenagens Aspereza de superfície Desgaste mecânico Deformações e tensões Gearing Surface roughness Mechanical wear Strains and stresses |
| Data do documento: | 5-Mai-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | ANTUNES, Estela Vicentim; MORAES, Samara Paulin. Estudo da evolução da rugosidade de dentes de engrenagens durante ensaios de desgate tipo FZG. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
| Resumo: | Engrenagens são elementos utilizados para transmissão de movimento e potência entre máquinas denominadas como motoras e movidas. Os dentes das engrenagens estão sujeitos aos efeitos de tensões de flexão, que levam a ocorrência da fratura por fadiga na raiz dos dentes, e de tensões de contato no flanco dos dentes, e estas tensões (comumente chamadas de tensões hertzianas) são os agentes causadores de um dos principais mecanismos de desgaste de dentes de engrenagens: o pitting (ou crateração). Entretanto, outros fatores também influenciam neste tipo de dano, tais como: material da peça; tipo de perfil do dente; acabamento superficial, além das condições de lubrificação e operação. O presente trabalho visa em monitorar todos esses fatores, submetendo amostras de engrenagens de dentes retos, compostas por dois tipos distintos de aço liga, em um ensaio em bancada tipo FZG (back-to-back test rig), com ênfase em confrontar o comportamento da rugosidade nos flancos dos dentes, ao longo de milhares de ciclos de carregamento, com a formação de pitting. Na superfície do flanco do dente, em diferentes estágios do teste, foram realizadas: medições de rugosidade, possibilitando a obtenção dos parâmetros Ra, Rq e Rsm; com a combinação de imagens dos flancos obtidas com máquina fotográfica e com o auxílio de uma ferramenta computacional de modelagem 3D, obteve-se uma análise quantitativa das áreas dos dentes danificados pelo mecanismo de pittings; cálculos de tensões de contato por meio de uma rotina programada em Matlab, através de um modelo numérico que possibilita a inclusão da rugosidade medida para obter uma análise de tensões microscópicas. Dessa forma, foi possível acompanhar a progressão dessas características e os resultados experimentais mostraram que conforme a rugosidade aumenta, a formação de pittings se intensifica, enquanto que não se observou esse mesmo comportamento entre a evolução do desgaste e o campo de tensão de cisalhantes máximas subsuperficial (tensões de Tresca). |
| Abstract: | Gears are elements used to transmit movement and power between machines denominated as drive and driven. Gear teeth are subject to the effects of bending stresses, which lead to fatigue fracture at the root of the teeth, and to contact stresses on the tooth flank, and these stresses (commonly called hertzian stresses) are the agents causing one of the main mechanisms of wear of gear teeth: pitting. However, other factors also influence this type of damage, such as: material of the part; type of tooth profile; surface finish, in addition to lubrication and operating conditions. The present work aims to monitor all these factors, submitting samples of spur gears, composed by two different types of alloy steel, in a bench test type FZG (back-to-back test rig), with emphasis on confronting the behavior of the roughness on the flanks of the teeth, over thousands of loading cycles, with the formation of pitting. On the tooth flank surface, at different stages of the test, roughness measurements were performed, making it possible to obtain the parameters Ra, Rq and Rsm. With the combination of images of the flanks obtained with a camera and with the aid of a computational tool of 3D modeling, a quantitative analysis of the area of the teeth damaged by the mechanism of pittings was obtained. Contact stress calculations using a routine programmed in Matlab, using a numerical model that allows the inclusion of the measured roughness to obtain a microscopic stress analysis. Therefore, it was possible to follow the progression of these characteristics and the experimental results showed that as the roughness increases, the formation of pittings intensifies, while this same behavior was not observed between the evolution of wear and the stress field of maximum subsurface shear (Tresca stress). |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35213 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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