Analiza drgań własnych przekładni zębatej małej mocy

• Autorzy: Noga S. , Markowski T.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2017.48

Warianty tytułu

EN

Free vibration analysis of a low-power gear

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono drgania własne przekładni zębatej małej mocy, dedykowanej do współpracy z pompą hydrauliczną stoiska hamownianego. W procesie analizy wykorzystano metodę elementów skończonych i komercyjne oprogramowanie ANSYS. Analizę drgań omawianego układu prowadzono dwuetapowo. W pierwszej kolejności wyznaczono częstości własne drgań poprzecznych kół zębatych z uwzględnieniem rotacji kół. Następnie, wykorzystując opracowane wykresy Campbella, wyznaczono prędkości wzbudzenia poszczególnych częstości drgań własnych poprzecznych omawianych kół. W dalszej kolejności analizowano drgania własne korpusu reduktora. Rozważono dwa przypadki obliczeniowe. W pierwszym przypadku uwzględniono tylko masę i geometrię korpusu zasadniczego i pokrywy. W drugim przypadku uwzględniono dodatkowo masę poszczególnych kół oraz ich geometryczny rozkład. Na podstawie opracowanych modeli numerycznych wyznaczono pierwszych dziesięć częstości drgań własnych i odpowiadające im formy własne korpusu reduktora. Następnie wyniki te wykorzystano do oszacowania poziomu naprężeń w ściankach korpusu dla dopuszczalnej wartości przyspieszenia. Prezentowana w pracy metodyka może być pomocna inżynierom zajmującym się analizą drgań przekładni zębatych.

EN

This paper discusses the free vibrations of the low-power gear which is dedicated to cooperate with the hydraulic pump of the test rig. The finite element (FE) method and the commercial ANSYS software are employed. The vibration analysis of the discussed system is performed in two stages. Firstly the natural frequencies of the free transverse vibration of the gears are obtained with including the centrifugal effect. Next, on the basis of the elaborated Campbell diagrams, the excitation speeds for selected natural frequencies of the analyzed wheels are obtained. Then, the free vibrations of the reduction gear are analyzed and two computational cases are discussed. In the first computing case, only the mass and geometry of all parts of the body are taken into account. In the second case, the mass of the toothed gears is also included. Based on the elaborated FE models, the first ten natural frequencies and natural mode shapes of the reduction gear are obtained. Then, these results are used to estimate the stress level in the walls of the body for the permissible acceleration value. Presented investigation can be attractive for design engineers dealing with the dynamics of complex systems.

Słowa kluczowe

PL

drgania poprzeczne; częstości rezonansowe; formy własne; przekładnia zębata

EN

transverse vibrations; resonance frequencies; normal mode; gear

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 89 [295], nr 4
• Strony: 517--528
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys. tab., wykr.

Twórcy

autor

Noga S.

• Politechnika Rzeszowska, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

autor

Markowski T.

• Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] Bogacz R., Noga S.: Free transverse vibration analysis of a toothed gear, Arch. Applied Mech., 82 (2012) 1159-1168.
• [2] Drago R.J., Brown F.W.: The analytical and experimental evaluation of resonant response in high-speed, lightweight, highly loaded gearing, ASME J. Mech. Design, 103 (1981) 346-356.
• [3] Kiracofe D.R., Parker R.G.: Structured vibration modes of general compound planetary gear systems, ASME J. Vibration Acoustics, 129 (2007) 1-16.
• [4] Markowski T., Noga S., Rudy S.: Modelling and vibration analysis of some complex mechanical systems, [in:] Recent advances in vibrations, ed. N. Baddour, Intech Open Access Publisher, Rijeka 2011, pp. 143-168.
• [5] Niezgodziński M., Niezgodziński T.: Wzory, wykresy i tablice wytrzymałościowe, WNT, Warszawa 2013.
• [6] Noga S.: Analityczne i numeryczne zagadnienia drgań układów z symetrią kołową, OW PRz, Rzeszów 2015.
• [7] Noga S., Markowski T.: Modelling and vibration analysis of a low-power transmission gear, Progressive technologies and materials, ed. J. Mucha, OW PRz, Rzeszow 2016, pp. 47-60.
• [8] Noga S., Markowski T.: Vibration analysis of a low-power reduction gear, Strength Materials, 48 (2015) 507-514.
• [9] Noga S., Markowski T.: Vibration analysis of the low-power transmission gear, [in:] Proc. Int. Sci. Conf. PRO-TECH-MA'2016, Bezmiechowa 2016, pp. 87-88.
• [10] Noga S., Markowski T., Bogacz R.: Metoda oznaczania form własnych kół zębatych o złożonym kształcie, ZN Politechniki Śląskiej, Seria Transport, 89 (2015) 119-127.
• [11] Wu X., Parker R.G.: Modal properties of planetary gears with an elastic continuum ring gear, ASME J. Applied Mechanics, 75 (2008) 031014-031014-12.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).