Hiina kõrgekvaliteediline Sun Gear Spline'i võll planetaarkäigukastist parima müügiga

Kuidas arvutada hammasliistude jäikust, tsentreerimisjõudu, kulumist ja väsimuspurunemist?

On olemas erinevat tüüpi hammasliiteid. Neil liitmikel on mitu olulist omadust. Need omadused on: jäikus, evolvendsed hammasliited, joondusviga, kulumis- ja väsimuspurunemine. Et mõista, kuidas need omadused on seotud hammasliitmike liitmikega, lugege seda artiklit. See annab teile vajalikud teadmised, et teha kindlaks, milline siduritüüp teie vajadustele kõige paremini sobib. Pidades meeles, et hammasliited on tavaliselt sfäärilise kujuga, on need valmistatud terasest.

Evolventsplainid

Efektiivne külgmine interferents minimeerib hammasrataste joondushälbe. Kui kaks hammasliistu on ühendatud ilma hammasliistude joondushälbeta, nihkub maksimaalne tõmbetugevus juurpinge viie mm võrra vasakule. Lineaarne tõusuvariatsioon, mis tuleneb mitmest ühendusest hammasliistu kokkupuute pikkuses, suurendab efektiivset kliirensit või interferentsi teatud protsendi võrra. Selline joondushälve on kiirete seadmete ühendamisel ebasoovitav.
Evolventseid hammasliistu kasutatakse sageli käigukastides. Need hammasliistud edastavad suurt pöördemomenti ja suudavad paremini jaotada koormust mitme hamba vahel kogu haakeseadise ümbermõõdu ulatuses. Evolventne profiil ja juhtvead on seotud hammasliistu hammaste ja kiilude vahelise kaugusega. Haakeseadiste rakendustes kasutatakse tööstuspraktikas hammasliistu, mille hammasliistu hammastest on haakunud 25–50 protsenti. See koormuse jaotus on ühtlasem kui tavapärastel ühekiilulistel haakeseadistel.
Hammaste optimaalse haarduvuse kindlaksmääramiseks kasutasid Xiangzhen Xue ja tema kolleegid arvutimudelit, et simuleerida hammastele rakendatavat pinget. Selle uuringu tulemused näitasid, et ühendamisel tuleks kasutada „lubatud” Ruizi parameetrit. Kroonitud hammaste kulumise ulatuse ennustamisega said teadlased täpselt ennustada, kui palju kahjustusi komponendid ühendamisprotsessi käigus saavad.
Evolventse spline'i optimaalse rõhunurga määramiseks on mitu võimalust. Evolventseid spline'e mõõdetakse tavaliselt 30-kraadise rõhunurga abil. Sarnaselt hammasratastega testitakse evolventseid spline'e tavaliselt tihvtide kohal mõõtmise teel. See hõlmab hammasrataste hammaste vahele kindla suurusega traatide sisestamist ja nendevahelise kauguse mõõtmist. See meetod võimaldab kindlaks teha, kas hammasrattal on õige hambaprofiil.
Joonisel 1 kujutatud splainisüsteem illustreerib vibratsioonimudelit. See simulatsioon võimaldab kasutajal mõista, kuidas evolventseid splaine kasutatakse sidestuses. Vibratsioonimudel näitab nelja kontsentreeritud massiplokki, mis esindavad peamist liikumapanekut, sisemist splaini ja koormust. Oluline on märkida, et hambumisdeformatsioonifunktsioon esindab neile kolmele komponendile mõjuvaid jõude.

Siduri jäikus

Spline-siduri jäikuse arvutamine hõlmab selle hammaste haardumise mõõtmist. Järgnevalt analüüsime erinevat tüüpi hammastega spline-siduri jäikust, kasutades kahte erinevat meetodit. Nii otsene inversioon kui ka plokkide kaupa inversioon vähendavad jäikuse arvutamiseks kuluvat protsessori aega. Siiski vajavad need hindamisalammaatrikseid. Siin arutame nende kahe meetodi erinevusi.
Teises osas tuletatakse spline-sidumiste analüütiline mudel. Kolmandas osas selgitatakse arvutusprotsessi üksikasjalikult. Seejärel valideerime seda mudelit lõpptestimeetodi suhtes. Lõpuks arutame jäikuse mittelineaarsuse mõju rootori dünaamikale. Lõpuks arutame iga meetodi eeliseid ja puudusi. Esitame lihtsa, kuid tõhusa meetodi spline-sidumiste külgjäikuse hindamiseks.
Splain-sidestuse numbriline arvutus põhineb poolanalüütilisel splain-koormusjaotuse mudelil. See meetod hõlmab täpsustatud kontaktvõresid ja vastavusmaatriksi uuendamist iga iteratsiooni korral. Seega võtab see märkimisväärselt arvutusaega. Lisaks on seda meetodit keeruline rootori dünaamiliseks analüüsiks rakendada. Sellel meetodil on oma piirangud ja seda tuleks kasutada ainult siis, kui splain-sidestust on täielikult uuritud.
Haakimisjõud on jõud, mis tekib valesti joondatud hammasliidete poolt. See on seotud hammasliidete paksuse ja rootori ülekandemomendiga. Haakimisjõud on seotud ka dünaamilise vibratsiooni nihkega. Haakimisjõu analüüsi tulemus on esitatud joonistel 7, 8 ja 9.
Käesolevas artiklis esitatud analüüsi eesmärk on uurida valesti joondatud spline-ühenduste jäikust. Kuigi varasemate uuringute tulemused olid täpsed, jäid mõned probleemid püsima. Näiteks võib spline-ühenduste valejoondus põhjustada kontaktkahjustusi. Selle artikli eesmärk on uurida valesti joondatud spline-ühendustega seotud probleeme ja pakkuda välja analüütiline lähenemisviis spline-ühenduse kontaktrõhu hindamiseks. Samuti võrdleme oma tulemusi puhtnumbriliste lähenemisviiside abil saadud tulemustega.

Joondumatuse

Tsentreerimisjõu määramiseks on vaja teada efektiivset rõhunurka. Kasutades efektiivset rõhunurka, arvutatakse tsentreerimisjõud maksimaalsete aksiaal- ja radiaalkoormuste ning ajakohastatud Dudley joondusvea tegurite põhjal. Tsentreerimisjõud on maksimaalne aksiaaljõud, mida saab hõõrdumise teel üle kanda. Arvutusse on kaasatud ka mitu avaldatud joondusvea tegurit. Selles artiklis esitatakse uus meetod, mis arvestab nukkvõlli efekti normaaljõus.
Selle uue meetodi puhul saab hammasliidete jäikust integreerida, et saada globaalne jäikus, mida saab rakendada väändvibratsiooni analüüsis. Laagrite jäikust saab arvutada ka antud joondushälvete korral, mis võimaldab laagrite mõõtmeid täpselt hinnata. Soovitatav on laagrite jäikust kogu aeg kontrollida, et tagada nende õige suurus ja joondus.
Hammasühenduse joondusviga võib põhjustada kulumist või isegi riket. Selle põhjuseks on valesti joondatud hammasprofiil. See probleem jäetakse sageli tähelepanuta, kuna hambad puutuvad kokku kogu evolventprofiili ulatuses. See põhjustab koormuse ebaühtlast jaotumist piki kontaktjoont. Seetõttu on oluline arvestada joondusviga mõju hammasühenduse hammastele mõjuvale kontaktjõule.
Joonisel 2 on isassplani kese asetatud emassplani keskmesse. Joondushambumise vahekaugused on samuti identsed. Seega muutuvad hambumisjõu kõverad vastavalt dünaamilise vibratsiooni nihkele. Enne splain-siduri rakendamist on vaja teada selle parameetreid. Selles artiklis esitatakse splain-sidurite joondusvea mudel ja sellega seotud parameetrid.
Kasutades isevalmistatud hammasliidete katseseadet, uuritakse joondusvea mõju hammasliidetele. Erinevalt tüüpilisest hammasliidest põhjustab hammasliidete joondusviga hambapinnal teatud kohas hõõrdkulumist. See on seda tüüpi haakeseadiste rikete peamine põhjus.

Kulumine ja väsimuspurunemine

Hammassiduri kulumise ja väsimuse tõttu tekkiv rike määratakse hammaste kulumise ja võlli joondusvea esmase esinemise järgi. Standardsed projekteerimismeetodid ei arvesta kulumiskahjustustega ja hindavad väsimuseluiga suurte ligikaudsete väärtustega. Hammassiduri kulumise ja väsimuskahjustuste hindamiseks on läbi viidud eksperimentaalsed uuringud. Katsed viidi läbi spetsiaalsel katseseadmel ja spetsiaalsel seadmel, mis oli ühendatud standardse väsimusmasinaga. Väsimuskahjustuste mõõtmiseks on muudetud tööparameetreid, nagu pöördemoment, joondusnurk ja aksiaalne kaugus. Samuti on hinnatud üledimensioneerimist.
Väsimus- ja kulumisprotsessi käigus toimub välis- ja sisehammaste vahel mehaaniline libisemine, mis põhjustab katastroofilise rikke. Lennukimootorite hammasliistude kulumist ja väsimust käsitleva kirjanduse puudumine võib olla tingitud andmete puudumisest haakeseadise rakenduse kohta. Hammaste kulumine ja väsimuspurunemine sõltub paljudest teguritest, sealhulgas materjalipaarist, geomeetriast ja määrimistingimustest.
Spline-sidurite analüüs näitab, et üledimensioneerimine on tavaline ja põhjustab süsteemis erinevaid kahjustusi. Mõned peamised kahjustused on kulumine, hõõrdumine, korrosioon ja hammaste väsimus. Tööstuskeskkonnas on täheldatud ka müraprobleeme. Spline-sidurite kontaktkäitumist on aga keeruline hinnata ning numbrilisi simulatsioone takistab sageli spetsiifiliste koodide ja ääreelementide meetodi kasutamine.
Hammashammasühenduse rike oli põhjustatud väsimusest ning murd sai alguse kiiluava alumise nurga raadiusest. Kiiluava ja hammashammasrattad olid ülekoormatud üle oma voolavuspiiri ning hammashammasratta hammastes täheldati märkimisväärset voolavust. Mittestandardsest legeerterasest murdumisrõngal oli terav nurgaraadius, mis oli oluline pinge suurendaja.
Nende eluea määramiseks uuriti mitmeid komponente. Nende komponentide hulka kuuluvad hammasvõll, tihenduspolt ja grafiitrõngas. Igal neist komponentidest on oma konstruktsiooniparameetrite komplekt. Siiski on nende komponentide jaotuses sarnasusi. Hammasühenduste kulumis- ja väsimuspurunemist saab seostada kolme teguri kombinatsiooniga. Purunemisviisi defineeritakse sageli kui pingete ja deformatsioonide mittelineaarset jaotust.

toimetaja CX poolt 2023-06-07