Hiina hulgimüüja roostevabast terasest Spline CZPT võlli metallvõll 304 Splined võlli veovõlli komponendid

Analüütilised lähenemisviisid spline-sidurite kontaktrõhkude hindamiseks

Hammassidur on mehaanilise ühenduse tüüp kahe pöörleva võlli vahel. See koosneb kahest osast – sidurist ja sidurist. Mõlemal osal on hambad, mis haakuvad ja kannavad koormusi üle. Hammassidurid on aga tavaliselt üledimensioneeritud, mis muudab need vastuvõtlikuks väsimusele ja staatilisele käitumisele. Kulumine võib samuti põhjustada siduri rikke. Sel põhjusel on optimaalse jõudluse saavutamiseks oluline õige hammassiduri konstruktsioon.

Spline-siduri modelleerimine

Spline-sidurid on lennunduses üha populaarsemad, kuid need töötavad veidi joondatud olekus, põhjustades nii vibratsiooni kui ka kontaktpindade kahjustusi. Selle probleemi lahendamiseks pakub see artikkel analüütilisi lähenemisviise spline-siduri kontaktrõhkude hindamiseks. Täpsemalt võrdleb see artikkel analüütilisi lähenemisviise puhtnumbriliste lähenemisviisidega, et demonstreerida analüütilise lähenemisviisi eeliseid.
Splain-sidestuse modelleerimiseks tuleb esmalt luua splain-sidestuse teadmusbaas. Teadmusbaas sisaldab suurt hulka võimalikke spetsifikatsiooni väärtusi, mis on omavahel seotud. Ühe spetsifikatsiooni muutmine võib kaasa tuua hoiatuse teise spetsifikatsiooni rikkumise eest. Projekteerimise kehtivuse tagamiseks tuleb luua splain-sidestuse mudel, mis vastab määratud spetsifikatsiooni väärtustele.
Pärast geomeetria modelleerimist tuleb sisestada kahe splain-siduri kontaktrõhud. Seejärel tuleb määrata splaini sammringi asukoht. Joonisel 2 on isasühenduse keskpunkt asetatud emassplaini keskpunkti peale. Seejärel tuleb veenduda, et kahe splaini joondushambumiskaugus on sama.
Kui teil on olemas andmed, mida vajate spline-sidestusmudeli loomiseks, võite alustada liidese kujunduse spetsifikatsioonide sisestamisega. Kui need andmed on olemas, peate valima, kas optimeerida sisemist või välimist spline-sidet. Samuti peate määrama hamba hõõrdeteguri, mida kasutatakse spline-sidestusmudeli 20 pingete määramiseks. Samuti peaksite sisestama pilootide vahe, mis on vahe ühe spline'i hamba 32 tipu 186 ja vastasspline'i elemendi vahel.
Pärast seda, kui olete sisestanud välise splaini soovitud spetsifikatsioonid, saate sisestada sisemise splaini parameetrid. Näiteks saate sisestada sisemise splaini peamise klõpsu 54 ja kõrvalklõpsu 56 välisläbimõõdu piiri 154. Nende parameetrite väärtused kuvatakse splaini sisendite ja konfiguratsiooni graafilise kasutajaliidese ekraanil 80 värvikoodiga kastides. Kui parameetrid on sisestatud, kuvatakse teile splaini sidestusmudeli 20 geomeetriline esitus.

Spline-sidestusmudeli loomine 20

Spline-sidestusmudel 20 luuakse tootemudeli tarkvaraprogrammi 10 abil. Tarkvara valideerib spline-sidestusmudeli konfiguratsioonist sõltuvate spetsifikatsioonipiirangute ja seoste teadmistebaasi suhtes. Seejärel sisestatakse see aruanne ANSYS pingeanalüsaatori programmi. See loetleb spline-sidestusmudeli 20 geomeetrilised konfiguratsioonid ja iga tunnuse spetsifikatsiooniväärtused. Spline-sidestusmudel 20 luuakse automaatselt uuesti iga kord, kui spline-sidestusmudeli 20 konfiguratsiooni või jõudlusspetsifikatsioone muudetakse.
Spline-siduri mudelit 20 saab konfigureerida tootemudeli tarkvaraprogrammi 10 abil. Kasutaja määrab spline-virna aksiaalse pikkuse, mis võib olla null või fikseeritud pikkus. Kasutaja sisestab ka radiaalse vastaspinna 148, kui see on olemas, ja valib pilootide kliirensi spetsifikatsiooni väärtuseks 14,5 kraadi või 30 kraadi.
Seejärel saab kasutaja hiirt 110 kasutada splain-sidestuse mudeli 20 muutmiseks. Splain-sidestuse teadmusbaas sisaldab suurt hulka võimalikke spetsifikatsiooni väärtusi ja splain-sidestuse projekteerimisreeglit. Kui kasutaja proovib splain-sidestuse mudelit muuta, kuvab mudel hoiatuse mõne teise spetsifikatsiooni rikkumise kohta. Mõnel juhul võib muudatus projekti kehtetuks muuta.
Spline-siduri mudelis 20 sisestab kasutaja täiendavad jõudlusnõuete spetsifikatsioonid. Kasutaja valib sisemise ja välise spline'i 38 ja 40 jaoks asukohad, kuhu maksimaalne pöördemoment üle kantakse. Maksimaalse pöördemomendi ülekande asukoht määratakse riistvara kinnituskonfiguratsiooni järgi võllidele. Kui see on valitud, saab kasutaja mudeli salvestamiseks klõpsata nupul „Järgmine“. Kuvatakse spline-siduri mudeli 20 eelvaade.
Mudel 20 on spline-siduri esitus. Spline-siduri spetsifikatsioonid sisestatakse spline-siduri mudeli 20 graafilise kasutajaliidese ekraanil määratud järjekorras ja paigutuses. Kui spline-siduri spetsifikatsioonid on sisestatud, lisab tootemudeli tarkvaraprogramm 10 need spline-siduri mudelisse 20. See on spline-siduri mudeli loomise viimane samm.

Spline-sidestusmudeli analüüs 20

Spline-sidestusmudeli analüüs seisneb selle konfiguratsiooni ja jõudlusspetsifikatsioonide sisestamises. Need spetsifikatsioonid võib genereerida mõnest teisest arvutiprogrammist. Seejärel kasutab tootemudeli tarkvaraprogramm 10 oma sisemist konfiguratsioonist sõltuvate spetsifikatsioonide seoste ja piirangute teadmistebaasi kehtiva kolmemõõtmelise parameetrilise mudeli 20 loomiseks. See mudel sisaldab teavet, mis kirjeldab spline-hammaste 32, klõpsatuste 34 ja õla 36 arvu ja tüüpe.
Splain-siduri analüüsimisel sisaldab tarkvaraprogramm 10 erinevate spetsifikatsioonide vaikeväärtusi. Splain-siduri mudel 20 koosneb sisemisest splainist 38 ja välisest splainist 40. Igal splainil on oma parameetrite komplekt, näiteks sügavus, laius, pikkus ja raadius. Välisel splainil 40 on samuti oma parameetrite komplekt, näiteks orientatsioon.
Pärast nende parameetrite valimist teostab tarkvaraprogramm hammasliidete mudeli 20 peal mitmesuguseid analüüse. Tarkvaraprogramm 10 arvutab hammasliidete nominaalsed ja maksimaalsed hammaslaagri pinged ning väsimuse eluea. Samuti määrab see kindlaks sisemise ja välise hammasliidete väändejõu erinevuse. Analüüsi väljundfail on aruandefail, mis sisaldab mudeli konfiguratsiooni ja spetsifikatsiooniandmeid. Väljundfaili võivad edasiseks analüüsiks kasutada ka teised arvutiprogrammid.
Kui need parameetrid on määratud, sisestab kasutaja hammasliidete mudeli 20 projekteerimiskriteeriumid. Selles etapis määrab kasutaja nii välise kui ka sisemise hammasliidete 38 maksimaalse pöördemomendi ülekande asukohad. Maksimaalse pöördemomendi ülekande asukoht sõltub võllidele kinnitatud riistvara konfiguratsioonist. Kasutaja saab iga hammasliidete jaoks sisestada kuni neli erinevat jõudlusnõude spetsifikatsiooni.
Analüüsi tulemused näitavad, et spline-sidestuses on kaks faasi. Esimeses faasis toimub pinge ja vibratsiooni suur suurenemine. Teises faasis nii pinge kui ka vibratsiooni tase langeb. Kolmandas faasis on hambumisjõud konstantne vahemikus 300 N kuni 320 N. See käitumine jätkub pikemat aega, kuni viimane etapp pinnaga haakub.

Spline-siduri joondusviga

Uuringu eesmärk oli uurida tekkiva kontaktjõu asendit hammastega haakuvas hammasühenduses püsiva pöördemomendi ja pöörleva joondusvea korral. Uuringus kasutati lõplike elementide meetodil (FEM) põhinevaid numbrilisi meetodeid. See andis numbrilised tulemused nominaalsete tingimuste ja paralleelse nihke joondusvea kohta. Uuringus vaadeldi kahte joondusvea taset – 0,02 mm ja 0,08 mm – erinevate koormustasemetega.
Tulemused näitasid, et hammaste ja rootorite vaheline joondusviga põhjustab hammaste-rootori ühendussüsteemi hakkejõu muutuse. Selle dünaamikat reguleerib hammaste hakkejõud. Valesti joondatud hammaste ühendussüsteemi hakkejõud on seotud rootori-hammaste ühendussüsteemi parameetrite, ülekandemomendi ja dünaamilise vibratsiooni nihkega.
Vaatamata täpsete mõõtmiste puudumisele on splainide joondusviga levinud probleem. Probleemi süvendab asjaolu, et splineidel on tavaliselt lõtk. See lõtk on valesti joondatud spline'i tulemus. Autorid analüüsisid mitmeid spline'e, erineva sammu läbimõõdu ja pikkuse/läbimõõdu suhtega.
Hammassidur on kahemõõtmeline mehaaniline süsteem, millel on positiivne lõtk. Hammassidur koosneb rummust ja võllist ning selle otste ja juure vaheline lõtk on suurem kui lõtk. Vormilõtkust piisab, et vältida otste ja juure vahelist kontakti. Hammastele mõjuv pöördemoment kandub üle hõõrdumise teel.
Kui hammasliides on valesti joondatud, tekib pöördemomendist sõltuv tõukejõud. Sellises olukorras võib jõud ületada pöördemomenti, põhjustades komponendi joondumise kaotamise. Käesolevas uuringus modelleeritakse analüütiliselt pöördemomendi ja tõukejõu kahesuunalist ülekannet. Analüütiline lähenemine pakub lahendusi, mida saab integreerida projekteerimisprotsessi. Seega, kui järgmine kord seisate silmitsi valesti joondatud hammasliidete probleemiga, kasutage kindlasti analüütilist lähenemist!
Selles uuringus analüüsitakse hammassidet nominaalsetes tingimustes ilma paralleelse nihke hälbeta. Saadud jäikuse väärtused on nominaalse sammu läbimõõdu ja koormuse rakendusläbimõõdu protsentuaalne erinevus. Lisaks on mõõdetud sammu läbimõõdu maksimaalne protsentuaalne erinevus 5000 N*m pöördemomendi korral 1,60%. Arvutamisel võetakse arvesse ka teist parameetrit, sammunurka.

toimetaja CX poolt 2023-06-09