Power losses of gear systems

Abstract

This paper provides a review of experimental investigations and available models of gear load-independent power losses (windage losses, churning losses and air-oil pocketing power losses) for spur, helical, and bevel gears. The aim of the review is to provide a comprehensive compilation of published information on gear loadindependent power losses to assist gearbox designers in identifying relevant experimental and modeling information. While it is clear from the review of published work that the rotational speed, gear geometrical parameters, degree of confinement, and density of the fluid surrounding the gear are important, the degree of effect and general solutions for reducing power loss are less clear. The motivation for this is that for some applications, this power loss can be a significant component, particularly lightly loaded high-speed applications.

У статті наведено огляд експериментальних досліджень та наявних моделей втрат поту- жності (вентиляційні втрати, втрати на вихороутворення, втрати потужності при стис- канні повітряно-мастильної суміші) для циліндричних, косозубих та конічних передач. Метою огляду є надання всебічної компіляції опублікованої інформації про втрати по- тужності незалежно від навантаження, щоб допомогти розробникам редукторів визначи- ти відповідну експериментальну та модельну інформацію. Хоча з огляду опублікованої роботи зрозуміло, що важливі швидкість обертання, геометричні параметри передач, ступінь ущільнення та щільність рідини, що оточує передачу, ступінь ефекту та загальні рішення для зменшення втрат потужності менш зрозумілі. Сенс полягає в тому, що для деяких варіантів використання ця втрата потужності може бути важливою складовою, особливо для легко завантажених високошвидкісних механізмів.