Strength analysis of gears in dual-path gearing by means of FEM

• Autorzy: Pacana J. , Kozik B. , Budzik G.

Warianty tytułu

PL

Analiza wytrzymałościowa kół zębatej przekładni dwudrożnej z zastosowaniem MES

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper contains a strength analysis of gears in a dual-path gearing made of plastic. Computation was carried out using Abaqus program by means of finite elements method (FEM). The results of calculations allow the interpretation of the results of diagnostic tests. Due to the fact that the dual-path gearing had wheels with straight teeth, it was possible to simplify the computation using two-dimensional models. The paper shows activities related to preparation of models, defining boundary conditions, the process of computation and the presentation and interpretation of obtained results. In the carried out FEM analysis, stress distribution was determined on models of pinions and gears, paying particular attention to key points like teeth feet or their flanks. In order to improve readability of these solutions and to ease interpretation, some results were also presented in a form of charts. Conclusions drawn from the analysis will make it possible to introduce conceivable changes in the structure of designed gearing already at the stage of modelling.

PL

Niniejsze opracowanie zawiera prezentację przebiegu obliczeń wytrzymałościowych kół zębatych przekładni dwudrożnej przeprowadzonych w programie Abakus z wykorzystaniem metody elementów skończonych (MES). Wyniki obliczeń pozwolą na interpretację wyników badań diagnostycznych. Zaprezentowane zostały działania związane z przygotowaniem modeli, definiowaniem warunków brzegowych, przebiegiem obliczeń, oraz prezentacją i interpretacją otrzymanych wyników. W przeprowadzonej analizie MES wyznaczono rozkłady naprężeń na modelach zębników i koła zębatego, zwracając szczególną uwagę na miejsca kluczowe jak podstawy zębów, czy ich powierzchnie boczne. W celu poprawienia czytelności rozwiązań i ułatwienia ich interpretacji wybrane wyniki zostały także zaprezentowane w formie wykresów. Wnioski otrzymane w wyniku przeprowadzonej analizy pozwolą na wprowadzenie ewentualnych zmian w konstrukcji projektowanej przekładni już na etapie modelowania.

Słowa kluczowe

EN

dual-path gearing; FEM; strength analysis; diagnostics

PL

przekładnia dwudrożna; MES; analiza wytrzymałościowa; diagnostyka

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 16, No. 1
• Strony: 41--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Pacana J.

• Katedra Konstrukcji Maszyn, Politechnika Rzeszowska Al. Powstańców Warszawy 8, 35 - 959 Rzeszów, fax [phone]

autor

Kozik B.

• Katedra Konstrukcji Maszyn, Politechnika Rzeszowska Al. Powstańców Warszawy 8, 35 - 959 Rzeszów, fax [phone]

autor

Budzik G.

• Katedra Konstrukcji Maszyn, Politechnika Rzeszowska Al. Powstańców Warszawy 8, 35 - 959 Rzeszów, fax [phone]

Bibliografia

• [1] Barbero E. J.: Finite Element Analysis of Composite Materials: using Abaqus, CRC Press, 2013.
• [2] Budzik G., Kozik B. Pacana J.: Defining influence of load conditions on distribution and value of stresses in dual-power-path gear wheels applying FEM, Aircraft Engineering and Aerospace Technology: An International Journal 85/6 (2013) 453–459, pages 453-459.
• [3] Budzik G., Kozik B., Pacana J.: Determining of model similarity for flexsplaine of harmonic drive with the use of FEM and extensometer method, Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 16, No 2 (2009).
• [4] Matuszek J., Hernia S.: Ewolwentowe przekładnie zębate ogólnego przeznaczenia. Część 1. Podstawy projektowania., Wydawnictwo Akademii Techniczno-Humanistycznej, Bielsko-Biała 2002.
• [5] Pacana J.: Development of Bevel Gear Motion Transmission Graphs with FEM, Key Engineering Materials Vol. 490 (2012), Trans Tech Publications, Switzerland 2012,
• [6] Pisula J., Płocica M.: Numerical Model of Bevel Gears Cutting by Duplex Helical Method, Key Engineering Materials Vol. 490 (2012), Trans Tech Publications, Switzerland 2012.
• [7] ISO 6336-1:1996 Calculation of load capacity of spur and helical gears. Basic principles, introduction and general influence factors.
• [8] Rakowski G., Kacprzyk Z.: Metoda Elementów Skończonych w Mechanice Konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005.
• [9] P. Rokicki P., Budzik G., Kubiak K., Dziubek T., M. Zaborniak M., Kozik B., Bernaczek J., Przeszłowski Ł., Nowotnik A.: The assessment of geometric accuracy of aircraft engine blades with the use of an optical coordinate scanner. Aircraft Engineering and Aerospace Technology, Emerald Group Publishing Limited.
• [10] Wiktor J.: Analityczno numeryczne metody analizy parametrów geometrycznych, zakłóceń ruchu i wytrzymałości przekładni walcowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2004.