The investigation of numerical methods for modelling the mechanism properties ofinvolute spur gears in mesh, over the mesh cycle, forms the major part of this thesis.Gearing is perhaps one of the most critical components in power transmission systemsand the transmission error of gears in mesh is considered to be one of the main causes ofgear noise and vibration. Numerous papers have been published on gear transmissionerror measurement and many investigations have been devoted to gear vibration analysis.There still, however, remains to be developed a general Finite Element Model capable ofpredicting the effect of variations in rigid body gear tooth position, in which the criticalstage is the prediction of gear behaviour with profile modifications (including tip-relief).In this thesis, FEA results have been obtained by using various techniques including: (a)adaptive re-mesh with contacts using quad (2D) and brick (3D) elements and (b) theelement birth and death option. Tooth profile modifications can affect the behaviour ofthe gear meshing including the T.E., ratio of local deformation and load-sharing ratioresults, etc, providing an alternative method for gear design. In the high order end, theelastic strains of the gear-shaft system have also been investigated. The results in thisthesis have shown the potential for using strain-vibration relationships to monitor orcontrol the transmission system.The investigations have also included some analysis with non-metallic gears, anapplication area that is rapidly growing. The results achieved here are at a fundamentalstage, and further research would necessitate applying a coupled field analysis (structuraland thermal).

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The diploma thesis shows design of the aggregate, which allow the machining center to shape gears with Fellows Method. The principle of this unit is to convert the rotation movement of the spindle to the translational movement while adding the rolling tool movement. At the same time, the mechanism ensures a constant cutting speed. The unit is divided into 5 sub-mechanisms. For each of the mechanisms, the most appropriate option is choose with help of analysis of usable methods. The most appropriate method is then designed and possibly calculated. The thesis describes the design of such a solution using mechanical gears and cams. This mechanism allows maximum speed at 900 rpm. at the maximum developed force of 5.5kN. The unit is primarily intended for small-scale production, as a cheaper alternative to buying a whole machine.

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Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:42:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fontana_Douglas_M.pdf: 10116872 bytes, checksum: 3a8e7469b54d02c31d22b732a5021bb1 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A transmissão de movimentos mecânicos através de engrenagens é muito utilizado em todos os segmentos industriais.O corte de dentes de engrenagens é uma operação bastante importante dentro da usinagem. Apesar de sua importância, este é um processo pouco estudado, pois esta é uma área bastante restrita de atuação. Emfunção disso,a maior parte dos desenvolvimentos relacionados à tecnologia de corte de dentes de engrenagens ocorre no meio industrial, geralmente de forma empírica. A determinação do fim de vida das lâminas de corte Gleasonsão feitas,no chão de fabrica,pelos preparadores ou mesmo pelos operadores das máquinas.Tal decisão é baseada em critérios altamente subjetivos e portanto, faz com que o tempo de utilização da ferramenta apresente uma grande variabilidade,ou seja, em determinados momentos, a ferramenta é utilizada além de sua vida efetiva e, em outros momentos, esta utilização se dá a quém da mesma. Caso a ferramenta ultrapasse sua utilização ótima, ocorrem vários problemas, dentre os quais: maior volume de material retirado na afiacão da ferramenta com conseqüente redução do númerode vidas desta, a rugosidademédia (Ra) das peças toma-se muito elevada,fazendo com que a japidação do dentado (operação posterior ao corte) seja muito demorada e portanto, anti-econômica.Por outro lado, se a ferramenta for sub-utilizada. ocorre um desperdício de lâmina,bem como um aumento do tempo de processamento pois um maior número de trocas da ferramenta vai ocorrer. Este trabalho procurou estabelecer um parâmetro objetivo de fim de vida da lamina de corte do tipo Hardac, utilizandoo processo de corte denominado Completo (Completing). Para tanto, foi feito um trabalho junto a um fubricante de auto-peças, que usina engrenagens cônicas e hipoidais, utilizada em diferenciais de caminhões e ônibus.O parâmetro escolhido foi a rugosidade média (Ra) do flancodos dentes das engrenagens. O comportamento e a dispersão da vida da ferramenta anterior e posterior à implantação do parâmetro proposto foram analisadas.Os resultados mostram uma maior uniformidade da vida das laminas de corte gleason,bem como dos tempos de afiação das mesmas e Iapidação do dentado. Além disso, as lâminas passaram a ser utilizadas de forma otimizadas em relação ao seu desgaste e à quantidades uperficial da peça. Um segundo objetivo do trabalho foi comparar a vida de ferramentas de aço rápido com algumas coberturas diferentes e também sem cobertura na superficie de saída, pois foram utilizadas após a afiação da ferramenta com cobertura total Pelo desempenho mostrado nos resultados a melhor cobertura foi aquela de nitreto de titânio originária do fabricante da ferramenta e do equipamento / Abstract: The transmission of mechanical motion through gears is very used in alI industrial segments.The cutting process of gears is a very important process in the manufacturing. Despiteits importance this is a process not so studied as it a very specific area. According to this, most part ofthe industrial field, usually in an empirical way. The determination to end the life of a Gleason Cutter Blade is made by machine operators. The decision is based on highly subjective criteria and as for this it makes the using time of this tool to presenta great variability. As resuh this tool is sometimes used longeror less than it should.If its use is longer exceedingits life time,many problems may occur, such as: bigger volume taken from the sharpening material of tools which results in a reduction of their lifetime, the average rougbness (Ra) of the parts becomes higher which makes lapping of the teeth (process which occurs after cutting) to take longer and as a resuh not economical.On the other hand,if the tool is used less there is a waste ofthe blade as well as an increasein the manutacturing process due to the change of tools. This work tried to establishan objetive parameteron the end ofthe life ofthe Hardac type ofblade, using a cutting process called Completing.For this reason this work was done together with an Automotive Company that produces beveland hypoidgears used on heavyduty drive axles for trucks and buses. The chosen parameter was the average rougtmess(Ra) ofthe teeth flankof the gears. The behavior and dispersion of the tool Jife before and after the setting of the proposed parameter were analized. The resuhs show a greater uniformity of the life the Gleason Cutter Blade as well as its sbarpeningtime and teeth lapping. Apart from it, the blades started to be used on an optimized way related to its wear and to the surlace quality of the piece. Another objetive of this work was to compare the high speed steel tool life with some different coats andalso no coating on theftont ceplane,as theywere used after the tool sharperning with total coat. For the result showed the best coating was the one with titanium nitrideoriginate dftom the tool and equipamentmanufacturer / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

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