PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 23

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  harmonic drive
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
1
Content available The impact of the structural form on the stress distribution in a flexspline of a hermetic harmonic driver
Pacana Jacek
Journal of Theoretical and Applied Mechanics
|
2020
|
Vol. 58 nr 4
1049--1060
EN
This paper presents a comparative analysis with different models of the flexspline for a harmonic hermetic drive. The flexspline is a thin-walled construction, deforming during work, so its design is a very complicated process. The paper contains a strength analysis for some selected models of this gear. Calculations were performed using the finite element method (FEM) in ADINA. The work presents stress diagrams in longitudinal intersections for susceptible wheels of different shapes for direct comparison. Suggested changes in construction of the flexspline will increase durability of a welded hermetic gear.
2
Content available Use of rapid prototyping technology in complex plastic structures. Part I. Bench testing and numerical calculations of deformations in harmonic drive made from ABS copolymer
Pacana Jacek, Oliwa Rafał
Polimery
|
2019
|
T. 64, nr 1
56--62
PL
Z wykorzystaniem metody cyfrowej korelacji obrazu (DIC) przeprowadzono pomiary odkształceń 3D koła podatnego zębatej przekładni falowej. Badania wykonano przy użyciu modeli fizycznych wytworzonych z zastosowaniem druku 3D z kopolimeru ABS, zapewniającego wystarczającą nośność i sztywność modelu. Uzyskane w badaniach stanowiskowych wartości odkształceń koła podatnego porównano z wynikami obliczeń przeprowadzonych z zastosowaniem metody elementów skończonych (MES). Wykazano dużą zbieżność otrzymanych wyników, jednak odkształcenia zmierzone na modelu rzeczywistym charakteryzują się większą nieregularnością niż odpowiadające im rozwiązania uzyskane metodą numeryczną. Wyniki otrzymane w pomiarach optycznych wskazują na zasadność stosowania w badaniach stanowiskowych prototypów przekładni zębatych modeli fizycznych wykonanych z tworzyw polimerowych z wykorzystaniem technologii szybkiego prototypowania.
EN
In the study, measurements of 3D deformations of the flexspline in harmonic drive were performed by applying a digital image correlation (DIC) method. The tests were carried out with the use of physical 3D printed models made of ABS copolymer (acrylonitrile-butadiene-styrene), which ensured sufficient capacity andrigidity of the structures. The findings related to deformations in flexspline, obtained through bench testing, were compared to the results of calculations conducted using the finite element method (FEM). Significant convergence in the findings obtained using the two methods was shown, yet deformations measured in the real-life model were characterized by greater irregularity compared to the corresponding solutions obtained with the numerical method. The results obtained through optical measurement confirm that physical models made of plastics, built using rapid prototyping technology, can justifiably be appliedin bench testing of prototype gear transmissions.
3
Content available Use of rapid prototyping technology in complex plastic structures Part II. Impact of operating conditions on functional properties of polymer harmonic drives
Pacana Jacek, Oliwa Rafał
Polimery
|
2019
|
T. 64, nr 3
216--223
EN
The influence of operating conditions on physical and mechanical properties of tooth surface in the flexspline of a harmonic drive was investigated. 3D printed test models were made from poly(acrylonitrile--co-butadiene-co-styrene) (ABS) copolymer and from poly(lactic acid) (PLA) and subjected to the accelerated UV aging test and to bench tests. Measurements of hardness, Vicat softening point and atomic force microscopy (AFM) analysis were performed in order to determine the properties of the teeth surface in the gear wheels. Furthermore, the degree of degradation of the plastics was determined with IR spectroscopy. It was found, that the ambient conditions and exploitation of harmonic drives do not affect the value of softening point and hardness. On the other hand, the AFM analysis indicated that the sides of teeth were smoother as a result of their cooperation. The values of Ra parameter in the areas examined decreased from 110.0 to 54.6 nm and from 23.9 to 17.0 nm for the gear wheels made of ABS and PLA, respectively. Furthermore, the Derjaguin--Muller-Toporov modulus (DMT) of surfaces was also decreased from 10.0 to 3.0 GPa and from 4.5 to 2.2 GPa in the gear wheels made of ABS and PLA, respectively. The AFM imaging provide evidence for destructive effects of UV radiation and elevated humidity, confirmed by IR spectroscopy.
PL
Badano wpływ warunków eksploatacyjnych kół podatnych zębatej przekładni falowej na właściwości fizyczne oraz mechaniczne powierzchni zębów. Zzastosowaniem druku 3D z kopolimeru poli(akrylonitryl-co-butadien-co-styren)(ABS) oraz polilaktydu (PLA) wykonano modele badawcze, które poddano przyspieszonemu starzeniu promieniami UV, przeprowadzono też badania stanowiskowe. Właściwości zębów otrzymanych kół zębatych charakteryzowano na podstawie twardości i temperatury mięknienia Vicata, analizy powierzchni z wykorzystaniem mikroskopii sił atomowych (AFM) oraz stopnia degradacji tworzywa oznaczonego za pomocą spektroskopii IR. Stwierdzono, że warunki środowiskowe oraz eksploatacja zębatej przekładni falowej nie wpływają w istotnym stopniu na wartości temperatury Vicata i twardość powierzchni zębów. Analiza AFM wykazała, że w wyniku współpracy powierzchnia zębów się wygładziła. Średnia wartość chropowatości Ra kół zębatych wykonanych, odpowiednio, z ABS i PLA zmniejszyła się ze 110,0 do 54,6 nm oraz ze 23,9 do 17,0 nm. Ponadto, moduł Derjaguina-Mullera-Toporova (DMT) powierzchni elementów wykonanych z ABS oraz PLA również się zmniejszył, odpowiednio, z 10,0 do 3,0 GPa oraz z 4,5 do 2,2 GPa, co wskazuje na destrukcyjny wpływ promieniowania UV i podwyższonej wilgotności, potwierdzony metodą spektroskopii IR.
4
Określenie podobieństwa modelowego obliczeń numerycznych na podstawie kół zębatych wykonanych metodami RP
Pacana J., Markowska O.
Przegląd Mechaniczny
|
2018
|
nr 11
25--28
PL
W pracy przedstawiono możliwości wyznaczania stałej podobieństwa modelowego dla modeli wytworzonych metodami szybkiego prototypowania (RP). Wykonano obliczenia numeryczne z zastosowaniem metody elementów skończonych MES dotyczące zębatej przekładni falowej. Następnie wytworzono prototypy tej przekładni z wykorzystaniem metody przyrostowej FDM (ang. Fused Deposition Modelling). Dla czterech badanych wariantów konstrukcyjnych koła podatnego dokonano pomiarów odkształceń za pomocą optycznego systemu pomiarowego Aramis. Porównanie wyników uzyskanych obydwiema metodami pozwoliło wyznaczyć stałą podobieństwa modelowego. Przeprowadzona analiza podobieństwa modelowego umożliwi wprowadzenie korekt w obliczeniach numerycznych i poprawę ich dokładności.
EN
The paper presents a method for determining model similarity constant for models produced by rapid prototyping (RP) methods. The harmonic drive analysis was prepared by means of numerical calculations using the finite element method (FEM). In the next step were prepared the prototypes of this drive using the FDM (Fused Deposition Modelling) additive method. Measurements of deformation were made for four construction variants of the flexspline by the Aramis optical measuring system. Comparison of the results obtained with both methods allowed to determine the constant model similarity. The model similarity analysis will enable corrections of numerical calculations and improvement of their accuracy.
5
Analiza możliwości zastosowania metod szybkiego prototypowania (RP) do wytwarzania drobnomodułowych kół zębatych
Pacana J.
Przegląd Mechaniczny
|
2018
|
nr 7-8
40--43
PL
Głównym celem przeprowadzonej analizy była ocena przydatności metod szybkiego prototypowania do wykonania prototypów funkcjonalnych zębatej przekładni falowej. Elementem stwarzającym duże problemy konstrukcyjne i technologiczne w tego typu napędach jest cienkościenne koło podatne, mające drobnomodułowy wieniec zębaty. Wykonano więc modele fizyczne kół zębatych przekładni falowej i przeprowadzono dla nich precyzyjne pomiary profili zębów. Ukazano znaczące różnice pomiędzy modelami wytworzonymi z wykorzystaniem różnych metod szybkiego prototypowania w odniesieniu do ich wzorców teoretycznych. Ostatecznie określono, które z metod mogą być z powodzeniem stosowane do wytwarzania drobnomodułowych kół zębatych.
EN
The main purpose of conducted analysis was usefulness evaluation of the rapid prototyping methods to make functional prototypes of the harmonic drive. Element which causes serious structural and technological problems in these types of drives is the thin-walled flexspline, having small modular tooth rim. Thus, there were made physical models of harmonic drive’s gears and was conducted for them accurate measurement of tooth’s profiles. There were shown significant differences between the models made by different methods of quick prototyping in context of their theoretical profile. Finally it was determined which of the methods can be applied successfully to generate prototypes of gears with small modulus.
6
Przygotowanie prototypu zębatej przekładni falowej z wykorzystaniem druku 3D
Pacana J., Markowska O.
Przegląd Mechaniczny
|
2017
|
nr 11
12--15
PL
W artykule przedstawiono proces wykonania prototypu zębatej przekładni falowej, z wykorzystaniem metod szybkiego prototypowania (RP). Zaprezentowano właściwy sposób przygotowania modeli w programie CAD na potrzeby późniejszego ich druku 3D. Następnie opisano przebieg procesu wytwarzania modeli fizycznych z zastosowaniem metody MEM (ang. Melted and Extruded Manufacturing).
EN
The article presents the process of creation of the wave transmission prototype using the Rapid Prototyping methods (RP). The article also represents the appropriate way to prepare 3D models for future 3D printing. Then the process of making physical models with Melted and Extruded Manufacturing (MEM) method is presented.
7
Przegląd rozwiązań konstrukcyjnych przekładni falowych
Kalina A., Mazurkow A., Warchoł S.
Przegląd Mechaniczny
|
2017
|
nr 2
45--48
PL
W publikacji przedstawiono historię powstania, budowę i zasadę działania przekładni falowych. Omówiono warianty konstrukcyjne, a także przedstawiono rozwiązanie hybrydowe, łączące cechy konstrukcyjne przekładni falowej i planetarnej. Konstrukcja przekładni jest ciągle rozwijana i wzbogacana o nowe warianty. Przykładem może być przekładnia hermetyczna, w której dzięki specjalnej konstrukcji koła podatnego i obudowy gwarantującej szczelność, przekładnie mogą być stosowane w przemyśle spożywczym lub farmaceutycznym.
EN
The paper contains Information about history, construction, how harmonic gears work and overview various kinds of their constructions. There is also presented hybrid construction which mix properties of harmonic and planetary gears. The construction of the transmission gears is continuously developed and enriched with new variants. An example would be hermetic gear, where thanks to a special wheel design and a flexible housing that guarantees tightness, gears can be used in the food or the pharmaceutical industries.
8
Content available The flexspline of the harmonic drive with different tooth profile
Pacana J., Markowska O.
Advances in Manufacturing Science and Technology
|
2017
|
Vol. 41, nr 4
23--30
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.
9
Content available Wyznaczanie sztywności skrętnej przekładni falowej
Folęga P.
Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska
|
2014
|
z. 83
85--90
PL
Celem artykułu było opracowanie uproszczonej metody wyznaczania sztywności skrętnej przekładni falowej. W tym celu podzielono koło podatne przekładni falowej na trzy charakterystyczne części. Pierwsza część to wieniec zębaty koła podatnego oraz koła sztywnego, druga to gładka część koła podatnego. Trzecią część stanowi tylny fragment koła podatnego, tzw. denko. Wyznaczona sztywność skrętna została porównana z danymi producenta produkowanych obecnie przekładni falowych. W pracy do wyznaczenia sztywności skrętnej wykorzystano metodę elementów skończonych.
EN
The aim of this study was to develop a simplified method for determining the torsional stiffness of harmonic drive. For this purpose, in this paper the flexspline of harmonic drive is studied by dividing it into three distinctive portions. The first portion contains the teethed section of the flexspline and of the circular spline, while the second portion is the cylindrical part of the flexspline. The third portion represents the back portion of the flexspline. Designated torsional stiffness was compared with the manufacturer currently manufactured harmonic drives. The study to determine the torsional stiffness of the finite element method was used.
10
Content available Dobór zębatych przekładni falowych
Folęga P.
Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska
|
2014
|
z. 82
75--80
PL
Różnorodność typów oraz rozmiarów obecnie produkowanych zębatych przekładni falowych stwarza problemy w racjonalnym ich doborze. Prawidłowo dobrana przekładnia falowa powinna spełnić określone wymagania podczas pracy oraz osiągnąć zakładaną trwałość. W artykule omówiono problemy związane z doborem przekładni falowej. Przedstawiono również algorytm prawidłowego wyboru przekładni. Głównym celem pracy było opracowanie programu komputerowego, który umożliwi prawidłowy wybór przekładni falowej według opracowanego algorytmu.
EN
The variety of types and sizes currently in production harmonic drive is a problem in their rational choice. Properly selected harmonic drive must meet certain requirements during operation, and achieve the anticipated service life. The paper discusses the problems associated with the selection of the harmonic drive. It also presents the algorithm correct choice of harmonic drive. The main objective of this study was to develop a computer program that allows the correct choice of harmonic drive by developed algorithm.
11
Analiza przyczyn powstawania drgań elementów stosowanego w maszynach transportowych układu napędowego z przekładnią falową
Folęga P., Wojnar G., Czech P.
Logistyka
|
2014
|
nr 6
3623--3628
PL
W artykule przedstawiono model dynamiczny stosowanego w maszynach transportowych układu napędowego z przekładnią falową. Model ten uwzględnia pracę asynchronicznego silnika elektrycznego, wałów napędowych, przekładni falowej i mszymy roboczej. Przy wykorzystaniu przedstawionego modelu dynamicznego przeprowadzono analizę wpływu momentów bezwładności silnika i maszyny roboczej oraz sztywności wałów na ich drgania kątowe. Na podstawie wykonanych badań i analiz można stwierdzić, zatem, że parametry układu napędowego niezwiązane bezpośrednio z przekładnią falową wpływają na możliwość wystąpienia drgań wałów, które z kolei zwiększają obciążenie koła podatnego przekładni falowej i mogą prowadzić do jego przedwczesnego pęknięcia. Odpowiedni dobór parametrów układu napędowego wykonany przy wykorzystaniu zidentyfikowanego modelu dynamicznego pozwala na zmniejszenie obciążeń koła podatnego i zwiększenia żywotności linii transportowych oraz ograniczenie awarii.
EN
Dynamic model of harmonic drive in a toothed gear transmission system used in transport machines is presented in the paper. This model takes into consideration the operation of asynchronous electric motor, drive shafts, harmonic drive and main machine. Analysis of impact of the motor's and main machine's moments of inertia and shaft rigidity on their angular vibrations has been carried out. On the basis of conducted research it may be stated that those parameters of the drive system which are not directly related to the harmonic drive affect the possibility of developing shaft vibrations; those vibrations in turn increase the load of harmonic drive's flexspline and may cause its premature cracking. An appropriate selection of drive system parameters, carried out with the help of identified dynamic model will make it possible to decrease loading of the flexspline, to increase lifetime of the transport lines and to reduce failures.
12
Content available The method and equipment for precision positioning of the scanner in an atomic force microscope
Zbrowski A.
Problemy Eksploatacji
|
2013
|
nr 3
123--133
EN
The article presents a method and equipment designed for an initial approach of a sample fixed at a table to a cantilever needle in the atomic force microscope. The presented solution is used in a microscope in which the scanning needle is positioned in the scanning head above the sample. Precise movement of the sample relative to the scanning needle is achieved by a piezoelectric tube. The solution described is designed for the initial approach of the piezoscanner tube with the sample attached under the cantilever needle. The final approach of the sample-needle system is done by manipulating the length of the piezotube. The solution of the initial approach uses an eccentric pushing mechanism with a harmonic drive and a stepper motor. The advantage of this solution is the quick motion of the effector while maintaining the high resolution and precision of positioning and elimination of backlash.
PL
W artykule przedstawiono opracowaną metodę i urządzanie do wstępnego zbliżania próbki zamocowanej na stoliku do igły cantilevera w mikroskopie sił atomowych. Prezentowane rozwiązanie jest stosowane w mikroskopie, w którym igła skanująca znajduje się w głowicy nad badaną próbką. Dokładne przemieszczanie próbki względem igły, w czasie procesu skanowania zapewnia rurka piezoelektryczna. Przedstawione rozwiązanie jest przeznaczone do wstępnego zbliżania rurki piezoskanera z zamocowaną próbką pod igłę cantilevera. Ostateczne zbliżenie układu próbka–igła jest wykonywane poprzez zmianę długości piezorurki. Opracowane rozwiązanie układu zbliżania wstępnego wykorzystuje mimośrodowy mechanizm popychaczowy z przekładnią falową i silnikiem krokowym. Zaletą rozwiązania jest bardzo szybki ruch efektora przy zachowaniu wysokiej rozdzielczości i precyzji pozycjonowania oraz wyeliminowanie luzu nawrotnego.
13
Badania przekładni falowej klasy Harmonic Drive
Kosmol J., Mnich M.
Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska
|
2013
|
nr 2
49--62
EN
The paper presents construction and analysis of wave drives based on Harmonic Drive type example. The main exploitation parameters were defined from the point of view of their application, first of all, in mechatronic devices and machines, where requirements of positioning are very high. Examples of test results of such parameters of professional wave drive are shown. It was confirmed, basing on obtained results of investigation, that angle aceuracy of positioning about 0,020 [°], that means 1,2′, is available. Such precision may be obtained for a very simple stepper motor wit open loop control and this precision can be satisfying in many practical applications.
PL
W artykule przedstawiono budowę i działanie przekładni falowych na przykładzie przekładni Harmonie Drive. Zdefiniowano parametry eksploatacyjne takiej przekładni, które decydują o jej przydatności, zwłaszcza w urządzeniach i maszynach o wysokich wymaganiach odnośnie do dokładności pozycjonowania. W artykule zamieszczono także przykładowe wyniki badań tych parametrów dla konkretnej przekładni falowej. Stwierdzono, na przykładzie przeprowadzonych badań, że do osiągnięcia jest dokładność pozycjonowania kątowego na poziomie 0,020 [°], co odpowiada ok. 1,2′. Tę dokładność uzyskuje się dla prostego sterowania otwartego z silnikiem skokowym. Taka wartość dla wielu praktycznych zastosowań jest całkowicie wystarczająca
14
Content available remote Analysis of stress state of toothed ring of flexspline by means the BEM
Folęga P.
Archives of Materials Science and Engineering
|
2013
|
Vol. 59, nr 1
40--45
EN
Purpose: The paper presents an analysis of the influence of design features of the flexspline in a harmonic drive, such as the relative radial deformation, the relative coating thickness and the design features of the basic rack tooth profile, on stress values in the bottom lands of a toothed ring. Design/methodology/approach: In numerical calculations, the software developed at the Faculty of Transport of the Silesian University of Technology was used. The program automatically generates a profile of the flexspline and a boundary elements mesh on the grounds of the flexspline and working tool assigned parameters. In the analysis of the state of stress, the boundary element method (BEM) was applied. Findings: A decreased value of the curve radius of the head of the basic rack tooth profile results in a change in the width of the tooth bottom land, shortening of the transition curve in the tooth base and a reduction of the tooth thickness at its base, which in turn leads to increased values of stress. Yet, the influence of the relative curve radius of the head of the basic rack tooth profile on the stress value is insignificant. The increase of the torque and relative coating thickness for different value of the curve radius of the head of the basic rack tooth profile cause an increase of stress in the bottom lands of the toothed ring. Research limitations/implications: The paper presents strength calculations for the teeth in toothed ring of a flexspline of a double harmonic drive by means of boundary elements method (BEM). The results of numerical calculations correspond in terms of their quality to the results presented in the literature, which were calculated by finite element method (FEM). Originality/value: In the analysis of the state of stress of toothed ring of flexspline, the boundary element method (BEM) was applied.
15
Content available Numerical analysis of selected materials for flexsplines
Folęga P., Siwiec G.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2012
|
Vol. 57, iss. 1
185-191
EN
The computer analysis of the influence of flexspline materials at the strength of the flexspline was performed for two and three dimensional models using the finite element method and MSC Patran/Nastran software. Calculations were conducted in two steps. The first one concerns two dimensional models on the contact between the flexspline and the wave generator. The second concerns three dimensional models of flexspline. The application of steel and steel-composite materials as material of the flexspline in harmonic drive was analysed. In calculations were used two types of composites with an epoxy resin, reinforced by the carbon-fiber or the glass-fiber. The preliminary study of stresses for the developed models was made. The steel-composite hybrid flexspline as compared to conventional steel flexspline showed a decrease of maximum stress in the analyzed dangerous cross-sections. Shapes and the frequency of vibration of the flexsplines were also calculated. The impact of stacking fiber angle on the frequency of vibration in the tested flexsplines is negligible.
PL
Przeprowadzono analizę komputerową wpływu materiałów kół podatnych na ich wytrzymałość przy pomocy dwu i trójwymiarowych modeli wykorzystując metodę elementów skończonych oraz oprogramowanie MSC Patran/Nastran. Obliczenia przeprowadzono w dwóch etapach. Pierwszy z nich dotyczył dwuwymiarowych modeli kontaktu koła podatnego i generatora fali. Drugi dotyczył trójwymiarowych modeli kół podatnych. Przeprowadzono analizę zastosowania stalowych oraz stalowo-kompozytowych materiałów na koła podatne przekładni falowej. W obliczeniach wykorzystano dwa rodzaje kompozytów z osnową z żywicy epoksydowej, zbrojonej włóknem węglowym lub włóknem szklanym. Dla opracowanych modeli została wykonana wstępna analiza stanu naprężenia. Analizując otrzymane wyniki obliczeń symulacyjnych przyjętych rozwiązań konstrukcyjnych kół podatnych stwierdzono zmniejszenie wartości naprężeń w rozpatrywanych przekrojach stalowo-kompozytowych kół podatnych w porównaniu z tradycyjnymi kołami stalowymi. Wyznaczono ponadto postacie i częstotliwości drgań badanych kół podatnych. Stwierdzono że, wpływ kąta ułożenia włókien na częstotliwości drgań badanych kół podatnych jest nieznaczny.
16
Content available remote FEM analysis of the options of using composite materials in flexsplines
Folęga P.
Archives of Materials Science and Engineering
|
2011
|
Vol. 51, nr 1
55-60
EN
Purpose: In the present study, as the structural material for toothed flexsplines of harmonic drivers, a composite material based on an epoxy resin matrix reinforced with glass or carbon fibres was used. A preliminary numerical analysis of the material and structural solutions for the harmonic driver flexsplines assumed to be applied was conducted. Design/methodology/approach: Under the studies performed, geometrical models of flexsplines being manufactured for the HFUC and HFUS type harmonic drivers were developed based on their actual structures and geometrical dimensions. In order to enhance the data preparation process, the model geometry was recorded in a parametrical form. By altering the individual properties of the models, it is possible to automatically generate finite element grids for flexsplines of various geometrical and structural properties. The calculations prepared for the sake of the study by application of the finite element method (FEM) were conducted using the MSC Patran/Nastran and Femap/NX Nastran software. Findings: Using composite materials in production of flexsplines enables increasing the values of their fundamental vibration frequencies. Using composite materials based on an epoxy resin matrix reinforced with glass fibres causes an increase of the fundamental frequency values by ca. 20%, and if the reinforcement is made with carbon fibres, the values increase by up to 35% compared to flexsplines made of steel. Research limitations/implications: The technological problem involved in production of flexsplines from composite materials comprises the difficulties related to manufacturing of their rim teeth. A solution to this problem may be fabrication of steel-composite flexsplines. Originality/value: The results discussed apply to application of new structural (composite) materials for harmonic driver flexsplines that are currently manufactured using alloy steels assumed to be quenched and tempered.
17
Content available remote Stalowo-kompozytowe koła podatne przekładni falowych
Folęga P.
Kompozyty
|
2010
|
R. 10, nr 4
356-361
PL
W przekładniach falowych sposób przekazywania momentu zewnętrznego poprzez cykliczne deformowanie generatorem fali koła podatnego powoduje powstawanie w tym elemencie złożonego stanu naprężeń. Dlatego przy projektowaniu koła podatnego bardzo istotne jest odpowiednie wyznaczenie i dobranie jego cech geometrycznych. Znaczące poprawienie parametrów pracy przekładni możliwe jest poprzez racjonalny dobór parametrów geometrycznych koła podatnego, ale również poprzez zastosowanie odpowiednich materiałów lub zabiegów technologicznych. Wykorzystanie kompozytów na koło podatne przekładni falowej pozwala zmniejszyć masę koła, zwiększyć znacząco podatność promieniową oraz zdolność tłumienia drgań. Wykonanie kół podatnych w całości z kompozytów ograniczone jest jednak trudnościami technologicznymi związanymi z wykonaniem wieńców zębatych kół podatnych. Rozwiązaniem tego problemu może być zastosowanie tzw. "złożonych" kół podatnych stalowo-kompozytowych. Zaletą tego rozwiązania jest wykonanie stalowego koła z naciętymi zębami wieńca zębatego. Natomiast kompozyt nanoszony jest na wewnętrzną powierzchnię stalowego koła podatnego, polepszając znacząco w tych obszarach jego właściwości mechaniczne. W pracy przeprowadzono analizę numeryczną z wykorzystaniem MES dwóch rozwiązań materiałowych koła podatnego z dnem: koła stalowego oraz koła stalowo-kompozytowego. Wykonane obliczenia numeryczne potwierdziły obniżenie maksymalnych naprężeń w analizowanych przekrojach w stalowo-kompozytowych kołach podatnych w porównaniu z tradycyjnymi kołami stalowymi. Wartości naprężeń najbardziej zmniejszają się w przypadku zastosowania kompozytu z osnową z żywicy epoksydowej zbrojonego włóknem węglowym. Analizując wyniki obliczeń dotyczące drgań własnych, można stwierdzić, że zastosowanie stalowo-kompozytowych kół podatnych powoduje zwiększenie wartości częstości drgań własnych w stosunku do kół stalowych.
EN
In harmonic drives, the way of transferring the external moment via cyclic deformation of the flexspline with a wave generator causes the occurrence of a complex state of stress in this element. Therefore, when designing the flexspline, it is very important to determine properly and choose its geometrical features. Significant enhancement of the drive operational parameters is possible through a rational selection of geometrical parameters of the flexspline, but also through applying suitable materials or technological treatments. Using composites for the flexspline of harmonic drives enables reducing the weight of the flexspline and to increase significantly its radial susceptibility and capability of damping the vibration. The producing of flexsplines entirely from composites is, however, constrained by technological difficulties connected with the making of toothed rims of the flexsplines. A solution to this problem may be the application of the so-called "complex" steel-composite flexsplines. An advantage of this solution is the possibility of producing a steel flexspline with teeth of the toothed wheel rim, whereas a composite is applied onto the internal surface of a steel flexspline, thus significantly improving its mechanical properties in those areas. As part of the study, a numerical analysis was made using FEM for the developed models of steel and steel-composite flexsplines, using two types of composites with an epoxy resin matrix, reinforced with carbon fibres, and with glass fibres. Numerical calculations have confirmed a reduction of maximum stresses in the analysed sections in the steel-composite flexsplines in comparison to the traditional steel flexsplines. The stress values reduce the most where an epoxy resin based composite, reinforced with carbon fibres, is used. When analysing the calculation results regarding proper vibration, it can be confirmed that application of steel-composite flexsplines increases the value of vibration periodicity in relation to steel flexsplines.
18
Content available Numerical stress analysis of harmonic drive elements by BEM
Folęga P.
Problemy Eksploatacji
|
2009
|
nr 1
85-92
EN
The paper presents an analysis of the influence of design features of the flexspline in a harmonic drive, such as the relative radial deformation wo/m, the relative coating thickness g/df, and the design features of the basic rack tooth profile, on stress values in the bottom lands of a toothed rim. In the analysis of the state of stress, the boundary element method (BEM) was applied.
PL
W opracowaniu przeprowadzono analizę wpływu przyjętych rodzajów mechanicznych generatorów fali oraz cech konstrukcyjnych koła podatnego: względnej deformacji promieniowej wo/m i względnej grubości powłoki g/df na rozkłady naprężeń w dnie wrębu. Ponadto wykonano analizę wpływu wybranych cech konstrukcyjnych zarysu odniesienia na wartości naprężeń w dnach wrębów międzyzębnych wieńca zębatego. W przeprowadzonej analizie stanu naprężenia wykorzystano metodę elementów brzegowych (MEB).
19
Content available Modelowanie wybranych elementów konstrukcyjnych przekładni falowych
Folęga P.
Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska
|
2008
|
z. 64
131-136
PL
W pracy na podstawie rzeczywistych geometrii elementów konstrukcyjnych opracowano modele numeryczne całych przekładni falowych. Przeprowadzono również analizę wpływu wybranych cech konstrukcyjnych krzywek generatora fali: średnicy zewnętrznej i szerokości na postacie i wartości częstości drgań własnych. W obliczeniach numerycznych wykorzystano metodę elementów skończonych (MES).
EN
Application of the finite elements method (FEM) m the numerical analysis of the harmonic drive wave generator has been presented in the paper. The influence of the construction features the cam of wave generator: external diameter and width on the shape and natural frequency has also been presented.
20
Content available remote Zagadnienia modelowania dynamiki przekładni falowej
Folęga P.
Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska
|
2006
|
z. 63
125-132
PL
W pracy wyznaczono wielkość i charakter rozkładu sił działających na wieniec zębaty koła podatnego w strefach zazębienia i opierania na generatorze fali oraz określono dodatkowe wymuszenia spowodowane błędami wykonania i montażu elementów przekładni.
EN
In this paper the some aspect of the analysis of dynamics of the flexspline was presented. Problem of kinematic precision and transmitted torgue stability is one the main criteria of usability of harmonic drives in automatic control systems. In this paper some dynamic effects encountered in flexible links of harmonic drives under internal action.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.