A model for analysing the dynamics of belt transmissions with a 5pk belt

• Autorzy: Kubas K.

Warianty tytułu

PL

Model do analizy dynamiki przekładni pasowej z pasem 5pk

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

A belt transmission model used for analysing the dynamics of such a transmission has been presented in this paper. A two-dimensional discrete model was adopted, consisting of rigid elements connected with each other by means of longitudinal and torsional spring-damping elements (SDEs). For the belt-pulley contact, a special contact model and a dry friction model were adopted. The belt-pulley contact phenomena were described with the use of a model with appropriate stiffness and damping between the contacting surfaces and a simplified Threlfall friction model was used to describe the friction phenomenon. The transmission motion caused by a force-type input or a kinematic input applied to transmission pulleys was examined. Results of determining the reaction forces developing in the belt and the normal and friction forces between the belt element and the pulley, arising from the driving and resistance torques on the pulleys, have been given as an example in the subsequent part of this article for the belt transmission adopted. Finally, an example of using the model to analyse the dynamics of an automotive belt transmission system driving the alternator and coolant pump has been presented.

PL

W pracy przedstawiono pewien model przekładni pasowej służący do analizy dynamiki. Przyjęto model dyskretny płaski pasa składający się ze sztywnych członów połączonych ze sobą wzdłużnymi i skrętnymi elementami sprężysto-tłumiącymi. W modelu tym, w chwili styku członu z kołem pasowym, przyjęto model kontaktu i model tarcia suchego. Do opisu zjawisk kontaktowych wykorzystano model z odpowiednią sztywnością i tłumieniem pomiędzy stykającymi się powierzchniami, natomiast do opisu zjawiska tarcia wykorzystano uproszczony model tarcia Threlfall’a. Ruch przekładni wywołany zostaje pod wpływem wymuszenia siłowego lub ruchowego założonego na kołach pasowych. W dalszej części przedstawiono wyniki sił reakcji w pasie oraz sił kontaktu i tarcia pomiędzy członem a kołem pasowym w przykładowej przyjętej przekładni pasowej, uzyskane pod wpływem działania założonych na koła momentów napędowego i oporu. Na zakończenie zaprezentowano przykładowe zastosowanie modelu do analizy dynamiki przekładni samochodowej napędzającej alternator i pompę płynu chłodniczego.

Słowa kluczowe

EN

belt transmissions; dynamics analysis; dry friction; poly-V belt

PL

przekładnie pasowe; analiza dynamiki; tarcie suche; pas poliklinowy

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 67, no. 1
• Strony: 61--82, 189--209
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il.

Twórcy

autor

Kubas K.

• University of Bielsko-Biała, Faculty of Mechanical Engineering and Computer Science, Department of Mechanics, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland

Bibliografia

• [1] BOWDEN F.P., TABOR D.: The friction and lubrication of solids – Part II. Oxford University Press, 1964.
• [2] ČEPON G., BOLTEŽAR M.: Dynamics of a belt-drive system using a linear complementarity problem for the beltpulley contact description. Journal of Sound and Vibration, 319, 2009, s. 1019-1035.
• [3] ČEPON G., MANIN L., BOLTEŽAR M.: Experimental identification of the contact parameters between a V-ribbed belt and a pulley. Mechanism and Machine Theory, 45, 2010, s. 1424-1433.
• [4] ČEPON G., MANIN L., BOLTEŽAR M.: Introduction of damping into the flexible multibody belt-drive model: A numerical and experimental investigation. Journal of Sound and Vibration, 324, 2009, s. 283-296.
• [5] DAHL P.R.: A Solid Friction Model. Report No. TOR-0158(3107-18)-1, Aerospace Corporation Report, 1968.
• [6] DUDZIAK M.: Przekładnie cięgnowe. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1997.
• [7] EULER M.L.: Remarques sur l’effect du frottement dans l’equilibre. Mém. Acad. Sci., Berlin, 1762, s. 265-278.
• [8] FAWCETT J.N.: Chain and belt drives – a review. Shock Vibrations Digest, 13(5), 1981, s. 5-12.
• [9] JULIO G., PLANTE J.-S.: An experimentally-validated model of rubber-belt CVT mechanics. Mechanism and Machine Theory, 46, 2011, s. 1037-1053.
• [10] KIM D., LEAMY M.J., FERRI A.A.: Dynamic Modeling and Stability Analysis of Flat Belt Drives Using an Elastic/Perfectly Plastic Friction Law. ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 133, 2011, s. 1-10.
• [11] KRAGEL’SKIJ I.V., GITIS, N.V.: Frikcionnye avtokolebanija. Akademija Nauk SSSR, Nauka, Moskva, 1987.
• [12] LEAMY M.J., WASFY T.M.: Analysis of belt-drive mechanics using a creep-rate-dependent friction law. Journal of Applied Mechanics, Trans. of ASME, 69, 2002, s. 763-771.
• [13] LEAMY M.J., WASFY T.M.: Dynamic finite element modeling of belt drives. 18th Biennial Conference on Mechanical Vibration and Noise, ASME International 2001 DETC.
• [14] LEAMY M.J., WASFY T.M.: Transient and Steady-State Dynamic Finite Element Modeling of Belt-Drives. ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 124, 2002, s. 575-581.
• [15] REYNOLDS O.: Creep theory of belt drive mechanics. The Engineer, 38, 1847
• [16] SCHINDLER T., FRIEDRICH M., ULBRICH H.: Computing time reduction possibilities in multibody dynamics, Multibody Dynamics: Computational Methods and Applications. Dordrecht, Springer, 23, 2011, s. 239-259.
• [17] THRELFALL D.C.: The Inclusion of Coulomb Friction in Mechanisms Programs with Particular Reference to DRAM. Mechanisms and Machine Theory, 13, 1978, s. 475-483
• [18] VOIGT W.: Ueber innere Reibung fester Körper, insbesondere der Metalle. Annalon der Phisik, 283, s. 671-693, 1892.
• [19] MSC. Adams documentation