A method for determining the distribution of loads in rolling pairs in cycloidal planetary gear

• Autorzy: Warda B. , Duda H.

Warianty tytułu

PL

Metoda wyznaczania rozkładów obciążeń w węzłach tocznych obiegowej przekładni cykloidalnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The power transmission system in the cycloidal planetary gear is created by a serial connection of three rolling pairs: central cylindrical roller bearings, a set of rolling pins in the straight-line mechanism, and cycloidal meshing. The paper presents the numerical method for determining the distribution of forces acting on each rolling pair of this gear. Unlike analytical methods, numerical methods allow one to find that distribution in corrected meshing. Geometrical dimensions used in the equations of balance for the planetary gear transmission Palmgren`s dependences for the deformation line contact were used to calculate forces between co-operating elements. Once the distribution of load is known, one can predict the fatigue life of Cyclo’s gears in rolling pairs. The fatigue of rolling pairs is a very good criterion to optimize geometrical parameters of the power transmission system.

PL

Układ przeniesienia mocy obiegowej przekładni cykloidalnej tworzy szeregowe połączenie trzech węzłów tocznych – walcowych łożysk centralnych, zestawu tocznych sworzni w mechanizmie równowodowym oraz zazębienia cykloidalnego. W pracy przedstawiono numeryczną metodę wyznaczania rozkładów sił występujących w poszczególnych węzłach tocznych obiegowej przekładni cykloidalnej. W przeciwieństwie do metod analitycznych metoda numeryczna pozwala również na znalezienie rozkładów obciążenia dla przekładni cykloidalnej z korygowanym zazębieniem. Zostały wyznaczone wielkości geometryczne, które wykorzystano w przedstawionych w artykule równaniach równowagi koła obiegowego przekładni. Do obliczenia sił w stykach współpracujących elementów zastosowano zależność Palmgrena na odkształcenie w styku liniowym. Znajomość rozkładów obciążenia umożliwia prognozowanie trwałości zmęczeniowej węzłów tocznych obiegowej przekładni cykloidalnej. Trwałość zmęczeniowa węzłów tocznych stanowi bardzo dobre kryterium optymalizacji parametrów geometrycznych przekładni.

Słowa kluczowe

EN

cycloidal planetary gears; rolling pair; distribution of loads

PL

obiegowa przekładnia cykloidalna; węzły toczne; rozkład obciążenia

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 1
• Strony: 105--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Warda B.

• Lodz University of Technology, Department of Vehicles and Fundamentals of Machine Design, Żeromskiego 116, 90-924 Łódź, Poland

autor

Duda H.

Bibliografia

• 1. Kudriavcev V. N.: Planetarnyje peredaci. Masinostroenije, Moskva-Leningrad 1966.
• 2. Lehmann M.: Berechnung und Messung der Kräfte in einen Zykloiden-Kurvenscheiben Getriebe. Dissertation, Technische Universität, München 1976.
• 3. Chmurawa M., Olejek G.: Zazębienie cykloidalne przekładni planetarnej. Zeszyty Naukowe Pol. Śl., nr 22, seria Transport, Gliwice 1994, pp. 71–78.
• 4. Chmurawa M.: Obiegowe przekładnie cykloidalne z modyfikacją zazębienia. Zeszyty Naukowe PŚ, nr 1547, seria Mechanika, z. 140, Gliwice 2002, pp. 1–204.
• 5. Warda B.: Wykorzystanie istniejących teorii zmęczenia powierzchniowego do prognozowania trwałości złożonych węzłów tocznych. Zeszyty Naukowe PŁ, nr 1055, z. 386, Łódź 2009, pp. 1–159.
• 6. Blagojevic M., Kocic M., Marjanovic N., Stojanovic B., Dordevic Z., Ivanovic L., Marjanovic V.: Influence of the friction on the cycloidal speed reducer efficiency. Journal of the Balkan Tribological Association, 2012, Vol. 18, No 2, pp. 217–227.
• 7. Chmurawa M., John A., Kokot G.: The influence of numerical model on distribution of loads and stress in cycloidal planetary gear. In: Proceedings of 4th International Scientific Colloquium Cax Techniques, Bielefeld, Germany 1999, pp. 149–156.
• 8. Shuting L.: Contact problem and numeric method of a planetary drive with small teeth number difference. Mechanism and Machine Theory, 2008, Vol. 43, Issue 9, pp. 1065–1086.
• 9. Thube S.V., Bobak T.R.: Dynamic analysis of a cycloidal gearbox using finite element method. AGMA Technical Paper, 2012, pp. 1–13.
• 10. Xu L.X., Yang Y.H.: Dynamic modeling and contact analysis of a cycloid-pin gear mechanism with a turning arm cylindrical roller bearing. Mechanism and Machine Theory, 2016, Vol. 104, pp. 327–349.
• 11. Lundberg G., Palmgren A.: Dynamic capacity of rolling bearings. Acta Polytechnica, Mech. Eng. Series, Royal Swedish Academy of Engineering Sciences, Vol. 1, No. 3, 7, 1947.
• 12. Lundberg G., Palmgren A.: Dynamic capacity of roller bearings. Acta Polytechnica, Mech. Eng. Series, Royal Swedish Academy of Engineering Sciences, Vol. 2, No. 4, 1952.
• 13. Warda B.: Prognozowanie trwałości zmęczeniowej węzłów tocznych o złożonym kształcie współpracujących powierzchni. Tribologia, 2007, nr 5, pp. 145–156.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).