The flexspline of the harmonic drive with different tooth profile

• Autorzy: Pacana J. , Markowska O.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amst-2017-0019

Warianty tytułu

PL

Koło podatne przekładni falowej o różnych zarysach zębów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents the process of determining reduced stress which occurs during the deformation of the flexspline of the toothed harmonic drive. The discussed issue is complex as the stress distribution results from the deformation of the flexspline by the generator and from the load it carries. The article takes into account flexsplines of various tooth profiles: involute, rectilinear and convexo-concave (BBW). The flexspline was deformed by the double-roll generator. To conduct numerical calculations ADINA software, based on the Finite Element Method (FEM), was used. The calculation results for each tooth profile were put together for comparison and evaluation.

PL

W pracy zaprezentowano proces wyznaczania naprężeń zredukowanych powstających w odkształcanym kole podatnym falowej przekładni zębatej. Dotyczy to złożonego zagadnienia – występujące naprężenia są skutkiem zarówno odkształceń koła na skutek działania generatora, jak również przenoszonego obciążenia. W pracy uwzględniono koła o różnym zarysie zębów: ewolwentowym, prostoliniowym i kołowo-łukowym (BBW). Koło podatne poddano odkształceniu przy użyciu generatora dwurolkowego. Do obliczeń numerycznych przyjęto metodę elementów skończonych (MES) i program ADINA. Przeprowadzono analizę porównawczą wyników obliczeń dla różnych zarysów zębów. Wyniki obliczeń otrzymanych dla różnych zarysów zębów zostały zestawione ze sobą w celu ich porównania i oceny.

Słowa kluczowe

EN

harmonic drive; flexspline; finite element method; FEM; ADINA

PL

zębata przekładnia falowa; koło podatne; metoda elementów skończonych; MES; ADINA

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 41, nr 4
• Strony: 23--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Pacana J.

• Rzeszow University of Technology, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów

autor

Markowska O.

• Rzeszow University of Technology, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] W. OSTAPSKI: Harmonic Drives, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2011.
• [2] F. GRAVAGNO, V.H. MUCINO, E. PENNESTRÌ: Influence of wave generator profile on the pure kinematic error and centrodes of harmonic driver. Mechanism and Machine Theory, 104(2016), 100-117.
• [3] O. KAYABAŞI, F. ERZINCANLI: Shape optimization of tooth profile of a flexspline for a harmonic drive by finite element modeling. Materials and Design, 28(2007), 441-447.
• [4] K. UEURA, R. SLATTER: Development of the harmonic drive gear for space applications, Space Mechanisms and Tribology. European Space Agency ESA-SP, 438(1999), 259-264.
• [5] J. WIKTOR: Analityczno-numeryczne metody analizy parametrów geometrycznych, zakłóceń ruchu i wytrzymałości przekładni walcowych. Oficyna Wydawnicza politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2004.
• [6] M. MIJAŁ, T. KUDASIK: The determination of stress distribution in the flexible wheel of harmonic drive. Folia Scientiarum Universitatis Technicae Resoviensis, 69(2006), 126-134.
• [7] X. CHEN, Y. LIU, J. XING, S. LIN, W. XU: The parametric design of double-circular-arc tooth profile and its influence on the functional backlash of harmonic driver. Mechanism and Machine Theory, 73(2014), 1-24.
• [8] J. PACANA, B. KOZIK, G. BUDZIK: Determining stresses at tooth footing for BBW type teeth applying FEM. Czasopismo Techniczne. Mechanika, 107(2010), 81-88.
• [9] G. BUDZIK, B. KOZIK, J. PACANA: Laser scanning of gear with atypical teeth. Acta Mechanica Slovaca, 3-A(2008), 51-56,
• [10] G. BUDZIK, B. KOZIK, J. PACANA, Determining of model similarity for flexsplaine of harmonic drive with the use of FEM and extensometer method. Journal of KONES Powertrain and Transport, 16(2009), 55-60.
• [11] J. PACANA, W. WITKOWSKI, J. MUCHA: FEM analysis of stress distribution in the hermetic harmonic drive flexspline. Strength of Materials, 49(2017), 388-398.

Uwagi

PL

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