Optimization of gear-mesh single-stage gearbox for regional trains by FEM

This article describes the methodology, calculations and results of gear-mesh optimization by finite element method for single-stage gearbox – type AGV-250. Gearbox is meant for regional trains. Results of the calculations are used for examination of changes in the gear-mesh of the tooth flank under load, particularly in term of improved uniform load distribution through a width of the tooth. The aim of the methodology is to design optimized tooth profile with application of longitudinal, transverse and angular modifications of tooth flank on the basis of analysis of calculation model by FEM. The article compares several variants of modifications according to distribution of contact pressure (stress).

---

Artykuł opisuje metodykę, obliczenia oraz rezultaty optymalizacji przyporu zazębienia za pomocą metody elementów skończonych dla przekładni jednostopniowej – typ AGV-250. Przekładnia ta jest przeznaczona dla pociągów podmiejskich. Wyniki obliczeń deformacji elementów przekładni zostały zastosowane podczas modyfikacji boku zębów, aby osiągnąć lepszy przypór zazębienia. Uzyskano to z wykorzystaniem optymalizacji rozłożenia nacisków stykowych na szerokości i wysokości zęba. Celem metodyki jest zaproponowanie optymalnego kształtu powierzchni zęba za pomocą modyfikacji podłużnej, poprzecznej lub kątowej zgodnie z obliczeniami MES. W artykule porównano kilka wariantów modyfikacji, opierając się na rozłożeniu ciśnienia stykowego na powierzchni zęba.