Analiza statyczna oraz zmęczeniowa wału maszynowego z wpustem czółenkowym

• Autorzy: Piotrowski M. , Witek L.

Warianty tytułu

EN

Static and fatigue analysis of the shaft with woodruff key

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca przedstawia wyniki obliczeń statycznych oraz zmęczeniowych dotyczących wału maszynowego z wpustem czółenkowym. W pierwszej części pracy opisano poszczególne etapy tworzenia modelu numerycznego połączenia składającego się z wału, wpustu czółenkowego oraz fragmentu współpracującego koła zębatego. Następnie zdefiniowano warunki brzegowe, obciążenia oraz model materiału. W strefie styku wpustu z elementami współpracującymi zdefiniowano kontakt typu Coulomba. Wyniki analizy wykonanej przy użyciu metody elementów skończonych pozwoliły na ustalenie wpływu wybranych parametrów konstrukcyjnych wpustu czółenkowego oraz rowka pod wpust na poziom naprężeń w wale maszynowym. Określono również wpływ kształtu połączenia czółenkowego na wartość zmęczeniowego marginesu bezpieczeństwa dla wybranych przebiegów obciążeń nisko i wysokocyklowych w wale maszynowym. W ostatniej części pracy sformułowano wnioski końcowe o charakterze zarówno ilościowym jak również jakościowym.

EN

In this work the result of static and fatigue calculations of the Woodroff key were presented. This key is used in order to connect of the gear wheel and the shaft. In first step of the work, the analytical calculation was carried out, in order to obtain Woodruff key’s geometrical parameters. After that several numerical models with different geometry were made. As a result of numerical calculations the stress contours for the shaft, the Woodroff key and for the gear was performed. The influence of geometrical parameters of the joint on value of the stress concentration factor was additionally analyzed. In the last step of the work the fatigue safety margin was computed for the shaft with different geometrical parameters.

Słowa kluczowe

PL

wał maszynowy; analiza zmęczeniowa; analiza statystyczna; metoda elementów skończonych

EN

machine shaft; fatigue analysis; statistical analysis; finite element method

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "TTS" Sp. z o.o
• Czasopismo: TTS Technika Transportu Szynowego
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 22, nr 12
• Strony: 1235--1240, CD
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Piotrowski M.

• Pratt & Whitney AeroPower Rzeszow, 35-078 Rzeszów, ul. Hetmańska 120

autor

Witek L.

• Katedra Samolotów i Silników Lotniczych, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska, 35-959 Rzeszów, Al. Powstańców Warszawy 8

Bibliografia

• 1. Bhandari, V. B., Design of machine elements (2nd ed.), Tata McGraw-Hill, 2007
• 2. DIN 5480-1: Splined connections with involute splines based on reference diameters
• 3. Mazanek E.: Przykłady obliczeń z podstaw konstrukcji maszyn, łożyska sprzęgła i hamulce, przekładnie mechaniczne, WNT, 2011
• 4. Kurmaz L., Kurmaz O.: Projektowanie węzłów i części maszyn, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2011
• 5. Markowski T., Mijał M., Rejman E.: Podstawy konstrukcji maszyn, napędy mechaniczne, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2000
• 6. PN-88/M-85008: Wpusty czółenkowe
• 7. Dokumentacja techniczna programu Catia
• 8. Dokumentacja techniczna programu Ansys.
• 9. Norma ASME B31.1-1995.
• 10. Shigley J.E., Mischke C.R.: Mechanical Engineering Design, New York et al.: McGrow-Hill 1989
• 11. Kocańda S., Szala J.: Podstawy obliczeń zmęczeniowych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1997
• 12. Boyer H., E.: Atlas of fatigue curves, ASM International, 1986