Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Double enveloping worm gear modelling using CAD environment

Połowniak Piotr, Sobolak Mariusz, Marciniec Adam

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 2

art. no. e136736

EN

This study describes the methodology for modelling a worm and worm wheel of a double enveloping worm gear with the use of a CAD system. An algorithm for generating a globoid helix is described. In addition, the methodology for modelling an hourglass worm thread with a straight axial tooth profile is presented. The shape of the hourglass worm tooth end with and without a trace modification is proposed. Moreover, a method for achieving a geometric modification of the tooth trace was developed. Next, the method for modelling the worm wheel teeth is described. A solid model of using a machining worm as a hob is applied. Owing to the limitations of a CAD system, which prevents the use of a direct machining simulation, an indirect modelling method is introduced. In the present study, different CAD techniques, both solid and surface, are applied. Knowledge of the correct modelling of the hourglass worm and worm wheel facilitates their generation and conducting various analyses, including a tooth contact analysis. CAD models are utilised to analyse the geometrical contact pattern in a CAD environment, to carry out FEM analysis, to manufacture real parts or to prototype models using the technique of rapid prototyping. They can be also used as master models for measurement, e.g. in optical technics.

2

Modelowanie wyjścia zwoju ślimaka globoidalnego z użyciem modyfikacji linii zęba

Połowniak Piotr, Sobolak Mariusz, Marciniec Adam

Przegląd Mechaniczny

|

2020

|

nr 12

28--32

PL

W artykule omówiono geometryczny model zazębienia przekładni, wyznaczono równanie analityczne globoidalnej linii śrubowej oraz pokazano matematyczny model powierzchni śrubowej ślimaka globoidalnego o zarysie prostoliniowym. Przedstawiono kształtowanie wyjścia zwoju ślimaka globoidalnego z użyciem modyfikacji linii zęba. Ślimak globoidalny z modyfikacją powinien cechować się korzystniejszym rozkładem naprężeń, płynniejszym wejściem w zazębienie oraz większą sztywnością początku zwoju.

EN

In the paper a geometrical model of gear meshing was described, next an analytical equation of globoid helix was determined and mathematical model of globoid surface with straight axial profile was presented. Modeling of the globoid worm flank surface with a tooth trace modification was described. A globoid worm with a tooth trace modification at the end of the thread should be characterised by a more favourable stress distribution, a smoother entry into the mesh and a greater stiffness of the beginning of the thread.

3

Application of polymeric materials for obtaining gears with involute and sinusoidal profile

Sobolak Mariusz, Połowniak Piotr, Cieplak Mariusz, Oleksy Mariusz, Bulanda Katarzyna

Polimery

|

2020

|

T. 65, nr 7-8

563--567

EN

In the article research related to the increasing in the scope of application of additive technologies in the construction of machines for the production of gears with involute and sinusoidal profile from polymeric materials was presented. The designed original research stand and with its use carried out a series of preliminary fatigue tests of the obtained polymer gears with an involute and sinusoidal profile was show. The tested gears were obtained in the technology of rapid prototyping by the FFF (Fused Filament Fabrication) method from polymer composites obtained in the form of an ABS (acrylonitrile/butadiene/styrene) – based filament. Based on the results obtained, it was noticed that the temperature in the meshing zone of the gears with involute profiles is higher than for sinusoidal profiles, regardless of the type of composite from which the gears were made. It should also be noted that in the range of nominal load, the sound intensity level of the meshing zone is also lower for gears with a sinusoidal profile than for gears with an involute profile. Based on the tests carried out, an increase in sound intensity was noticed in the case of gears obtained from selected composites (Table 2) compared to the gear obtained from unfilled ABS. However, in the case of gears obtained from the tested composite materials, we observe a decrease in the gear operating temperature (Table 2). The most favorable results of these tests were obtained for gears with a sinusoidal profile obtained from ABS + P2 composite, which show the lowest operating temperature of the gear. It should also be mentioned that slightly worse results were obtained for involute gears.

PL

Przedstawiono badania związane ze zwiększeniem zakresu zastosowania technologii przyrostowych w budowie maszyn do otrzymywania przekładni zębatych o zarysie ewolwentowym i sinusoidalnym, które mogą być wytwarzane z materiałów polimerowych z wykorzystaniem technologii przyrostowych. Opisano zaprojektowane autorskie stanowisko badawcze, na którym przeprowadzono serię wstępnych badań zmęczeniowych przekładni zębatych o zarysie ewolwentowym i sinusoidalnym, otrzymanych z materiałów polimerowych. Badane przekładnie zębate wytworzono za pomocą technologii szybkiego prototypowania (FFF) z kompozytów polimerowych na osnowie z ABS (akrylonitryl/butadien/styren) w postaci filamentów. Na podstawie uzyskanych wyników badań stwierdzono, że temperatura kół o zarysie ewolwentowym w strefie zazębiania jest wyższa niż kół o zarysie sinusoidalnym, niezależnie od rodzaju kompozytu, z którego wykonano koła zębate, a w zakresie obciążenia nominalnego także poziom natężenia dźwięku emitowanego w strefie zazębiania jest wyższy w wypadku kół o zarysie ewolwentowym niż kół o zarysie sinusoidalnym. Zaobserwowano nieznaczny wzrost natężenia generowanego dźwięku w wypadku przekładni zębatych otrzymanych z wytypowanych kompozytów (tabela 2) w porównaniu z natężeniem dźwięku generowanego przez przekładnię wykonaną z nienapełnionego ABS. W odniesieniu do przekładni otrzymanych z badanych materiałów kompozytowych zaobserwowano spadek temperatury pracy przekładni (tabela 2). Najniższą temperaturę pracy wykazywała przekładnia kół zębatych o zarysie sinusoidalnym otrzymana z kompozytu ABS + P2, a tylko nieznacznie gorsze wyniki uzyskano w wypadku przekładni kół zębatych o zarysie ewolwentowym.

4

Determination of contact pattern for double enveloping worm gear

Połowniak Piotr, Sobolak Mariusz, Marciniec Adam

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2020

|

Vol. 44, nr 4

145--154

EN

The paper presents the method of determining geometric contact pattern by using the direct computer-aided design (CAD) method for ideal globoid worm gear in which mounting deviations are considered. The tooth contact analysis was performed for all cycle of worm rotation. Based on the results of temporary contact pattern, graphical characteristics of the contact area size depending on worm position were made. A complete analysis of the correctness of gear meshing can be obtained based on presented method. If the worm or worm wheel is incorrectly designed in terms of the geometry, the meshing simulation of CAD models can indicate the collision. Geometric contact pattern analyses were made at two pressure angles of ideal gear. The analysis of the influence of mounting deviations was done against one selected pressure angle and one gear position.

5

Approximating curve by a single segment of B-Spline or Bézier curve directly in CAD environment

Sobolak Mariusz, Połowniak Piotr, Marciniec Adam, Jagiełowicz Patrycja Ewa

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2020

|

Vol. 44, nr 3

84--92

EN

The paper presents the method of approximating curves with a single segment of the B-Spline and Bézier curves. The method for determining a single curve segment using the optimization methods in the CATIA environment is shown. The algorithms of simulated annealing and design of experiment are used for optimization. For the same purpose, a new original procedure for determining the distance between the given curves using explicit parameters in the CATIA environment was also used. This approximation of the cyclic curves results in the curve oscillation as shown in the examples. The results show that the approximation method with Bézier curve using control points as “free” points can be applied to obtain the best results of approximation.