مناقشة رسالة ماجستير في قسم الهندسة الميكانيكية

 

تمت مناقشة رسالة الماجستير الموسومة “تحليل أداء مقارن للتروس الأسطوانية العدلة والمائلة باستخدام

الأسنان القياسية وغير القياسية”

“COMPARATIVE ANALYSIS OF SPUR AND HELICAL GEARS PERFORMANCE USING STANDARD AND NON-STANDARD TEETH“

للطالب أحمد علي تومان في قسم الهندسة الميكانيكية بكلية الهندسة/جامعة بغداد في يوم الاثنين الموافق 30/9/2019 وقد أشرف على إعداد الرسالة الأستاذ الدكتور محمد قاسم عبد الله.

وتألفت لجنة المناقشة من الاساتذة الافاضل: أ. د. محسن جبر جويج (رئيساً)؛ أ.د.  مجيد حبيب فيض الله (عضواً)؛         أ.م. د. محسن عبد الله الشمري (عضواً) و أ.د محمد قاسم عبد الله (عضوا ومشرفا). بعد امتحان لجنة المناقشة الطالب في محتويات الرسالة، قررت اللجنة منح الطالب شهادة الماجستير في الهندسة الميكانيكية/ ميكانيك تطبيقي. وكان مستخلص بحث رسالة الطالب كالآتي:

في مجال علم التروس، تتمثل الأساليب الأكثر فاعلية لتحسين أداء التروس من خلال تصميم المنحنى الالتفافي لأسنانها في مرحلة تصميم التروس. هنالك طلب مستمر على التروس ذات نسب التلامس العالية ومع ذلك فإن نسبة التلامس العالية تأتي دائماً مع ثمن فقدان كمية عالية من الحمولة الاستيعابية للترس. ان الهدف الرئيسي من هذا البحث هو تصميم منحنى التفافي غير قياسي جديد لأسنان التروس وهو بديل لمنحنى الاسنان القياسي (20 درجة) للتروس العدلة والمائلة والذي يجمع بين خصائص التروس ذات نسب التلامس العالية لتكون أعلى من التروس القياسية ولكن في الوقت  نفسه تتحسن فيه الحمولة الاستيعابية لنسب حمل للأحمال بحيث تكون اعلى من التروس القياسية ايضا.

 

تم اشتقاق المعادلات البارامترية الهندسية الخاصة بتوليد ابعاد اسنان التروس بناءً على عملية توليد وتصنيع حقيقية وتم تعديل هذه المعادلات وإعادة صياغتها لتأخذ بنضر الاعتبار التعديلات الهندسية غير القياسية المدمجة المستخدمة لإنتاج هذا المنحنى غير القياسي. بالإضافة إلى ذلك تم تعديل تقنية التوليد بواسطة قاطع الجريدة.

 

تم إجراء ثلاثة أنواع من التحليلات (رياضية وعددية وعملية).

من الناحية الرياضية تم تقديم طريقة رياضية مطورة تمكّن من تحديد موقع القسم الأضعف في السن وبالتالي حل رياضي لمعامل (Y)، معامل AGMA (J)، معامل (Kt)، اجهاد الانحناء الاسمي، والحد الأقصى لإجهاد الشد للتروس العدلة والحلزونية القياسية وغير القياسية. بالإضافة إلى ذلك تم تعديل معادلة نسبة التلامس القياسية وإعادة صياغتها وأُضيفت مصطلحات جديدة لها من أجل أن تكون قابلة للتطبيق على التروس العدلة والمائلة غير القياسية.

 

بالنسبة للتحقيقات العددية تم تغذية النماذج ثلاثية الابعاد المصممة ببرنامج التصميم باستخدام الحاسوب لبرنامج التحليل العددي باستخدام طريقة العناصر المحددة F.E المعروف جيدًا أكاديميا (ANSYS V.18.1) من أجل التحقيق في الحد الأقصى لإجهادات التلامس والشد في ظروف التحميل المختلفة حيث تم استخدام النتائج العددية للمقارنة مع النتائج العملية والرياضية.

 

من الناحية العملية تم تصنيع التروس المصممة بواسطة ماكينات CNC متعددة المحاور باستخدام النماذج المصممة بالحاسوب ومن خلال استخدام برنامج التصنيع باستخدام الحاسوب CAM. تم إجراء جزأين رئيسيين من التحقيقات (ساكنة وديناميكية) للتحقق من النتائج الرياضية والعددية (F.E) وأيضا من أجل تحليل ومقارنة الأداء الفعلي للتروس المصممة والمصنعة.

 

تؤكد النتائج الديناميكية أن المنحنى الالتفافي غير القياسي الجديد الذي تم تصميمه في هذا البحث يحسن الأداء الديناميكي للتروس بنسبة تصل إلى (30.86٪) و (39.04٪) لمعدل اهتزاز الحامل في اتجاهي x وy على التوالي ومعدل الضوضاء الناتجة بنسبة تصل إلى (21.28٪) بالنسبة إلى التروس العدلة غير القياسية وبنسبة تصل إلى (23.58٪) و (25.12٪) لمعدل اهتزاز الحامل في اتجاهي x وy على التوالي ومعدل الضوضاء الناتجة بنسبة تصل إلى (10.1٪) للتروس المائلة غير القياسية. تؤيد نتائج الإجهاد السكوني على أن المنحنى الجديد للأسنان قد حسن زاوية الحلزون المثلى للتروس المائلة الفردية من (22.5 درجة) إلى (31 درجة) بالإضافة إلى ذلك حسّن المنحنى الجديد للأسنان قدرة تحمل الأحمال من خلال تحسين مقاومة تحمل اجهاد الشد القصوى بنسب تصل إلى (31.91٪) للتروس العدلة غير القياسية وبمقدار (30.36٪) للتروس المائلة غير القياسية بالإضافة إلى تحسين مقاومة تحمل اجهاد التلامس القصوى حتى (37.38٪).