شبیه سازی نرم افزاری و آزمایشگاهی چرخ دنده های معیوب مارپیچ و بررسی تأثیر ترک در ارتعاشات غیرخطی چرخ دنده های مارپیچ با تخمین انتظار عمر

چرخ?دنده قسمتی حساس در مکانیزم های مکانیکی است که انتقال قدرت را با نسبت معین انجام می دهد. در مقایسه با تسمه ها که راندمان پایینی دارند و زنجیرها که انتقال قدرت توسط آن ها با سر و صدای زیادی همراه است، چرخ?دنده ها از مزایای بالایی برخوردار هستند. چرخ?دنده های مارپیچ به طور گسترده در گیربکس ها و یا سایر قسمت های سیستم محرکه برای انتقال قدرت بین شفت های موازی و یا متنافر مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به دامنه وسیع کاربرد این گونه چرخ?دنده ها در صنعت خودرو همواره پایش وضعیت در آن ها از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده است. سیستم های پایش وضعیت در حالت کلی دارای سه بخش کسب داده، پردازش و استخراج ویژگی ها از سیگنال و دسته بندی (تشخیص) عیب می باشند. پردازش سیگنال و بخش استخراج ویژگی مهم ترین بخش در روند پایش وضعیت می باشد که بر اساس آن ویژگی سیستم اعم از سالم یا معیوب بودن و نوع آن مشخص می گردد. روش های پردازش سیگنال معمولاً به سه دسته کلی زمان مبنا، فرکانس مبنا و زمان- فرکانس قابل قسمت می باشند. پس از استخراج این ویژگی ها، از این داده ها می توان برای آموزش سیستم های هوشمند و عیب یابی خودکار داده ها با استفاده از روش های هوش محاسباتی سود جست. در بخش طبقه بندی از یکی از روش های هوشمند همانند شبکه عصبی مصنوعی ، منطق فازی، ماشین بردار حامی و غیره ، می توان بر اساس ویژگی استخراج شده، به سیستم آموزش داده تا به ازای سیگنال های دریافتی جدید، سالم یا معیوب بودن سیستم را بررسی نموده و همچنین نوع عیب را مشخص کند. از جمله مشکلات و عیوب چرخ?دنده های مارپیچ می توان به عدم رعایت لقی استاندارد بین دو چرخ?دنده ، عدم روغن کاری مناسب ،سائیدگی دندانه ها، ترک خوردن و پوسته پوسته شدن ، وجود ترک های بسیار ریز در سطح دندانه ها ، عرض دندانه نابرابر ، خروج از مرکزیت ،خمی شفت چرخ?دنده،شکست دندانه های چرخ?دنده اشاره نمود. در این تحقیق ابتدا با استفاده از مدل سازی نرم افزاری و آزمایشگاهی جعبه دنده مارپیچ نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی مقایسه شده است. جهت شبیه سازی ابتدا با نرم افزار سالید قطعات مدل گردیده سپس با ایجاد قیود در نرم افزار و انتقال به محیط نرم افزار ادمز تحلیل ارتعاشی صورت گرفته است. جهت مطالعه آزمایشگاهی چرخ?دنده مارپیچ دو دستگاه تست چرخ?دنده جهت ایجاد عیوب خروج از مرکز و ایجاد ترک در چرخ?دنده ساخته شد . در قسمت پردازش سیگنال با توجه به ناپایا بودن سیگنال زمانی اکتسابی از روش تجزیه حالت تجربی استفاده شده است. در قسمت بعدی به مقایسه پارامترهای عددی از نمودار زمانی و آموزش شبکه هوشمند عصبی پرداخته شده است و شبکه با قابلیت مشخص نمودن چرخ?دنده سالم ، چرخ?دنده ترک دار ، چرخ?دنده ناهمتراز تربیت گردیده است. در قسمت صحه گذاری نتایج قابل قبولی بدست آمده است. با توجه به اینکه هدف از انجام این پایان نامه دستیابی به دانش عیب یابی هوشمند در جعبه دنده ها و استفاده در صنعت بوده است ، در تحلیل غیرخطی چرخ?دنده با مدل سازی یک درجه آزادی سیستم مختصری به مقایسه نتایج چرخ?دنده سالم و ترک دار پرداخته شده است. هدف از انجام این پایان نامه بررسی و مقایسه نتایج نرم افزارهای تحلیل دینامیکی با نتایج آزمایشگاهی و همچنین دستیابی به دانش عیب یابی خودکار در سیستمهای دوار به خصوص چرخ?دنده ها می باشد.