Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Prognozowanie trwałości tocznych węzłów przekładni cyklo z korygowanym zazębieniem

Chmurawa M., Warda B

Tribologia

|

2003

|

nr 4

99-111

PL

W obiegowej przekładni cykloidalnej występują niekonwencjonalne węzły toczne w układzie przeniesienia mocy od wału wejściowego do wału zdawczego. Trwałość poszczególnych węzłów tocznych przekładni Cyclo zależy między innymi od stanu ich obciążenia. Rozkłady obciążeń w przekładni można wyznaczyć dla jednego położenia wału napędowego, jednakże pomijany jest wtedy wpływ ruchu obiegowego na wartości sił międzyzębnych i sił oddziaływania w mechanizmie równowodowym. Wpływ ten można jedynie ujawnić wykonując numeryczne obliczenia stanu obciążenia dla wybranych reprezentatywnych położeń wału napędowego. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych, z wykorzystaniem MES, przeprowadzonych dla nominalnego zazębienia i dla przekładni z korygowanym zazębieniem oraz zaproponowano sposób uogólnienia rozkładów sił międzyzębnych i sił w mechanizmie równowodowym wynikających z różnych położeń wału napędowego, umożliwiający prognozowanie trwałości zmęczeniowej.

EN

Planetary gears are commonly used in drive systems and they have many advantages. Relatively the smallest planetary gear is cycloidal gear - known as Cyclo. That gear uses inside out of centre meshing that assures occuring rolling friction only in power transmission. Basic problem in Cyclo gear design is determination of fatigue life of the three characteristic nodes where contact load is dominating. These nodes are: - central bearing node on eccentric shaft, - rolling bearing node in straight-line mechanism, - setting of active teeth of planet wheel interacting in rolling contact with rollers of co-operating wheel. Durability of individual rolling nodes of Cyclo gear depends, among others, on state of load. Distribution of loads in gear can be determined for a single position of drive shaft assign, calculating distribution of forces to individual teeth and bolts of straight-line mechanism. Analytical method used for that determination neglects however the influence of planetary motion on the values of meshing forces and reaction forces in straight line mechanism. That influence can be discovered by numerical calculations of state of load of selected individual positions of drive shaft. Numerical calculations with application of FEM has been made for nominal as well as for corrected meshing because assembling of that gear can be made after application the correction. In the paper it has been proposed a method to generalise distribution of forces between teeth and forces in straight-line mechanism resulting from different positions of drive shaft. Distributions of forces after generalising have been subsequently used for calculation of fatigue life of rolling nodes in Cyclo gear with nominal meshing and in real gear with corrected meshing. The hierarchy of durability of basic rolling nodes of Cyclo gear has also been presented.

2

Obiegowe przekładnie cykloidalne z modyfikacją zazębienia

Chmurawa M.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 140

1-204

PL

Praca zawiera całokształt problemów, dotyczących stosowania wewnętrznych pozaśrodkowych zazębień w obiegowych przekładniach cykloidalnych (Cyclo). Poważnym problemem w tych przekładniach jest nieznajomość złożonej geometrii i mikrogeometrii zazębienia, a w szczególności brak naukowych podstaw modyfikacji zazębienia. Na wstępie przedstawiono problematykę związaną z geometrią, warunkami działania i rozkładami obciążeń, występujących w wewnętrznym zazębieniu cykloidalnym. Szczególną uwagę zwrócono na postać uzębienia, wpływ epicykloidy i ekwidystanty oraz potrzebę modyfikacji, związanej z korygowaniem uzębienia. Zaprezentowano dotychczas stosowaną, analityczną metodę wyznaczania obciążeń oraz wynikającą z jej krytyki nową, numeryczną metodę wyznaczania obciążeń, która umożliwia w przeciwieństwie do analitycznej uwzględnienie rzeczywistych cech konstrukcyjnych przekładni. Główna część pracy dotyczy oryginalnej modyfikacji zazębienia w przekładniach cykloidalnych. Obejmuje zasadę i matematyczny model modyfikacji oraz procedurę korekcji uzębień kół obiegowych. Do poszukiwania parametrów korekcji opracowano stosowną metodę numeryczną. Przykłady wykorzystania modyfikacji zazębień zaprezentowano na szeregu wybranych przekładniach o różnym przełożeniu. Wprowadzona modyfikacja spowodowała istotną dla praktyki polaryzację zazębień na nominalne (teoretyczne) i rzeczywiste (korygowane) oraz ścisłe powiązanie parametrów korelacji uzębień ze stanem obciążenia w przekładni. W związku z tym kolejne rozdziały pracy zawierają badania stanu obciążenia, rozkładu przemieszczeń i rozkładów naprężeń, odpowiednio dla nominalnego i modyfikowanego zazębienia. Na przykładzie wybranej przekładni o przełożeniu i=19 zaprezentowano wpływ modyfikacji uzębień na postać rozkładów obciążeń i naprężeń. Znajomość prawdopodobnych rozkładów obciążeń wykorzystano w kolejnym fragmencie pracy, w którym przedstawiono modelowanie trwałości tych silnie wytężonych powierzchni w kołach obiegowych, które przesądzą o trwałości całej przekładni. Sformułowano zależności umożliwiające prognozowanie obliczeniowej trwałości tocznych węzłów przekładni Cyclo oraz ujawniono charakterystyczną hierarchię trwałości jej węzłów konstrukcyjnych. W końcowej części pracy przedstawiono wyniki badań prototypu przekładni z modyfikacją zazębienia, których celem była weryfikacja hierarchii obliczeniowej trwałości węzłów konstrukcyjnych w oparciu o zaobserwowany przyrost luzów w parach kinematycznych.

EN

In the work there is included complete range of problems connected with application out of center meshing in cycloidal planetary gears (Cyclo). A serious problem occurring in that type of gear is unknown complex geometry and micro geometry of meshing and particularly deficit of scientific bases of modification of meshing. In the preface there are presented problems connected with geometry, conditions of operation and distributions of loads occurring in inside cycloidal gear. Particular attention has been paid on shape of teeth, influence of epicycloids and equidistant and need of modification connected with correction of teeth. It has been presented, currently used, analytical method of determination of loads and resulting from its criticism, the new numerical method that enable, in opposition to analytical method, including real constructional features of the gear. Major part the work concern original modification of teeth in cycloidal gear. It includes principle and mathematical model of modification and procedure of correction of teeth of planet wheels. For search of parameters of correction it has been worked out according numerical method. Examples of implementation of modified meshing have been presented on the series of selected gear with different construction and ratio. Applied modification caused, important for practice, polarization of meshing into nominal (theoretical) and real (corrected) and strict correlation between the correction parameters of meshing and state of load in the gear. Regarding this, the next chapters of the work contain researches of state of load, distribution of displacements and strains for nominal and modified meshing. On example of selected gear with ratio i=19 it has been presented the influence of modification of teeth on shape of load and stress distribution. Knowledge of probable distribution of loads has been implemented in another part of the work in which it has been presented modeling of durability of the surfaces under high effort in planet wheels that determine durability of entire gear. It has been formulated dependences enabling forecast of computational durability of rolling nodes of cycloidal gear and it has been revealed characteristic hierarchy of durability of its constructional nodes. In the final part of the work it has been presented test results of the prototype of the gear with modified meshing. The aim of that was verification of hierarchy of computational durability of constructional nodes basing on observed increase of clearances in kinematic pairs.

3

Wykorzystanie obliczeniowej trwałości zmęczeniowej tocznych węzłów łożyskowych w projektowaniu przekładni Cyclo

Chmurawa M., Warda B.

Tribologia

|

2002

|

nr 1

131-142

PL

W obiegowej przekładni cykloidalnej występują niekonwencjonalne węzły toczne w układzie przeniesienia mocy od wału wejściowego do wału zdawczego. Jednym z nich jest specjalne łożysko walcowe, które wykorzystuje jako bieżnię centralny otwór koła obiegowego. Drugi węzeł toczny, to zazębienie cykloidalne koła obiegowego i koła współpracującego. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń trwałości zmęczeniowej wymienionych węzłów tocznych przekładni Cyclo dla różnych wartości mimośrodu przekładni, oraz różnych promieni rolek koła współpracującego. Wyniki tych obliczeń umożliwiły określenie najkorzystniejszych, z punktu widzenia trwałości zmęczeniowej, wartości parametrów ekwidystanty.

EN

In cycloidal planetary gear (Cyclo) there are applied three unconventional bearing nodes: special cylindrical bearing of eccentric on drive shaft, roller set in straight line mechanism and inside cycloidal meshing. The meshing is created by planet wheel having toothing in the shape of equidistant of shortened epicycloid, cooperating with rolls of stationary central wheel. In each of that bearing nodes only rolling friction occurs. Three main parameters determine designed size of the nodes (including the entire gear): - coefficient of shortening epicycloid with values range m = 0,5÷0,85 - eccentric of the gear with value e = 1 ÷ 10 mm - shifting equidistant of shortened epicycloid q, equal to radius of rollers of cooperating wheel. After fatigue life test it has been indicated the type and shape of bearing nodes wear in cycloidal gear is similar to the one in roller bearings. Thus it has been applied theoretical basis of fatigue strength of contact surface in raceways of bearing to forecast life of roller bearing nodes in cycloidal gear. It has been worked out proper calculation methods of fatigue life of working surfaces of the bearing nodes, which implement values of the three parameters, mentioned above. Using, these methods of calculation the life it can be sought such combination of the parameters m, and q for the designed gear to obtain the highest computational fatigue life of the rolling bearing nodes. In the paper it has been presented the results of calculations of fatigue life of the two bearing nodes that determine the durability of entire gear (central bearing and meshing). Calculations has been done on example of the own Cyclo gear with ratio i = 19 and power N =3.7 kW. The results had made possible determination of optimal values of the parameters m, e and q which were successively used in design and manufacturing of the prototype of the gear.

4

Metodyka prognozowania trwałości uzębienia kół obiegowych w przekładni cykloidalnej

Chmurawa M., Warda B.

Tribologia

|

2001

|

nr 4

549-558

PL

W zazębieniu kół obiegowych w przekładni cykloidalnej występuje głównie tarcie toczne i, jak wykazały badania doświadczalne, dominujący rodzaj zużycia na powierzchni zębów jest podobny do zużycia bieżni w łożyskach tocznych. W pracy przedstawiono obliczeniowy model trwałości zmęczeniowej powierzchni zębów, który wykorzystuje złożoną geometrię wewnętrznego zazębienia cykloidalnego. Zaprezentowano także przykładowe wyniki obliczeń trwałości uzębienia dla wybranej wielkości przekładni.

EN

In meshing of the planet wheels in cycloidal gear rolling friction occurs and, as it can be seen after laboratory tests, the dominant type of wear on the teeth surface is similar to wear of the raceway in roller bearings. In the paper it is presented calculation model of fatigue life of the teeth surface which uses complex geometry of inner cycloidal meshing. There are also presented exemplary results of fatigue life calculations in one size of the cycloidal gear.