Çinli toptancı Paslanmaz Çelik Kamalı CZPT Mil Metal Mil 304 Kamalı Mil tahrik mili bileşenleri

Kamalı Bağlantılarda Temas Basınçlarının Tahminine Yönelik Analitik Yaklaşımlar

Kamalı bağlantı, iki dönen şaft arasında kullanılan bir tür mekanik bağlantıdır. İki parçadan oluşur: bir bağlantı elemanı ve bir bağlantı parçası. Her iki parçada da birbirine geçen ve yükleri aktaran dişler bulunur. Bununla birlikte, kamalı bağlantılar genellikle aşırı boyutlandırılır, bu da onları yorulmaya ve statik davranışa karşı hassas hale getirir. Aşınma olayları da bağlantının arızalanmasına neden olabilir. Bu nedenle, optimum performans elde etmek için uygun kamalı bağlantı tasarımı çok önemlidir.

Spline bağlantısının modellenmesi

Spline kaplinler havacılık ve uzay endüstrisinde giderek daha popüler hale gelmektedir, ancak hafif bir hizalama hatası durumunda çalışarak hem titreşimlere hem de temas yüzeylerinde hasara neden olmaktadırlar. Bu sorunu çözmek için, bu makale spline kaplinlerdeki temas basınçlarını tahmin etmek için analitik yaklaşımlar sunmaktadır. Özellikle, bu makale analitik yaklaşımların faydalarını göstermek için analitik yaklaşımları saf sayısal yaklaşımlarla karşılaştırmaktadır.
Bir spline bağlantısını modellemek için öncelikle spline bağlantısı için bilgi tabanını oluşturmanız gerekir. Bilgi tabanı, birbirleriyle ilişkili çok sayıda olası özellik değeri içerir. Bir özelliği değiştirirseniz, başka bir özelliği ihlal ettiğiniz için uyarı alabilirsiniz. Tasarımın geçerli olması için, belirtilen özellik değerlerini karşılayan bir spline bağlantı modeli oluşturmalısınız.
Geometriyi modelledikten sonra, iki spline bağlantısının temas basınçlarını girmeniz gerekir. Ardından, spline'ın adım dairesinin konumunu belirlemeniz gerekir. Şekil 2'de, erkek bağlantının merkezi dişi spline'ın merkeziyle üst üste getirilmiştir. Daha sonra, iki spline'ın hizalama ağ mesafesinin aynı olduğundan emin olmanız gerekir.
Bir spline bağlantı modeli oluşturmak için gerekli verilere sahip olduktan sonra, arayüz tasarımının özelliklerini girerek başlayabilirsiniz. Bu verilere sahip olduktan sonra, iç spline'ı mı yoksa dış spline'ı mı optimize edeceğinizi seçmeniz gerekir. Ayrıca, spline bağlantı modeli 20'deki gerilimleri belirlemek için kullanılan diş sürtünme katsayısını da belirtmeniz gerekecektir. Ayrıca, bir spline üzerindeki bir dişin 32 ucu 186 ile eşleşen spline üzerindeki özellik arasındaki boşluk olan pilot boşluğunu da girmeniz gerekir.
Dış spline için istenen özellikleri girdikten sonra, iç spline için parametreleri girebilirsiniz. Örneğin, iç spline'ın ana geçme noktası 54 ve küçük geçme noktası 56'nın dış çap limiti 154'ü girebilirsiniz. Bu parametrelerin değerleri, Spline Girişleri ve Yapılandırma GUI ekranı 80'de renk kodlu kutularda görüntülenir. Parametreler girildikten sonra, spline bağlantı modeli 20'nin geometrik bir gösterimi size sunulacaktır.

Spline bağlantı modeli oluşturma 20

Spline bağlantı modeli 20, bir ürün modelleme yazılım programı 10 tarafından oluşturulur. Yazılım, spline bağlantı modelini, konfigürasyona bağlı özellik kısıtlamaları ve ilişkilerinden oluşan bir bilgi tabanına karşı doğrular. Bu rapor daha sonra ANSYS gerilim analiz programına girdi olarak verilir. Spline bağlantı modeli 20'nin geometrik konfigürasyonlarını ve her özellik için özellik değerlerini listeler. Spline bağlantı modeli 20'nin konfigürasyonu veya performans özellikleri her değiştirildiğinde, spline bağlantı modeli 20 otomatik olarak yeniden oluşturulur.
Kamalı bağlantı modeli 20, ürün modeli yazılım programı 10 kullanılarak yapılandırılabilir. Kullanıcı, sıfır veya sabit bir uzunluk olabilen kamalı istifin eksenel uzunluğunu belirtir. Kullanıcı ayrıca, varsa, radyal birleşme yüzeyi 148'i girer ve 14,5 derece veya 30 derece olmak üzere bir pilot boşluk spesifikasyon değeri seçer.
Kullanıcı daha sonra fare 110'u kullanarak spline bağlantı modeli 20'yi değiştirebilir. Spline bağlantı bilgi tabanı, çok sayıda olası özellik değeri ve spline bağlantı tasarım kuralını içerir. Kullanıcı bir spline bağlantı modelini değiştirmeye çalışırsa, model başka bir özelliğin ihlaliyle ilgili bir uyarı gösterecektir. Bazı durumlarda, değişiklik tasarımı geçersiz kılabilir.
20 numaralı kamalı bağlantı modelinde, kullanıcı ek performans gereksinimi özelliklerini girer. Kullanıcı, iç ve dış kamalar 38 ve 40 için maksimum torkun aktarıldığı yerleri seçer. Maksimum tork aktarım yeri, donanımın şaftlara bağlantı konfigürasyonu tarafından belirlenir. Bu seçildikten sonra, kullanıcı modeli kaydetmek için "İleri" düğmesine tıklayabilir. 20 numaralı kamalı bağlantı modelinin önizlemesi görüntülenir.
Model 20, bir spline bağlantısının temsilidir. Spline özellikleri, spline bağlantı modeli 20 GUI ekranında belirtilen sıra ve düzende girilir. Spline bağlantı özellikleri girildikten sonra, ürün modeli yazılım programı 10 bunları spline bağlantı modeli 20'ye entegre edecektir. Bu, spline bağlantı modeli oluşturmanın son adımıdır.

Spline bağlantı modelinin analizi 20

Bir spline bağlantı modelinin analizi, konfigürasyon ve performans özelliklerinin girilmesinden oluşur. Bu özellikler başka bir bilgisayar programından oluşturulabilir. Ürün modeli yazılım programı 10 daha sonra, konfigürasyona bağlı özellik ilişkileri ve kısıtlamalarına ilişkin dahili bilgi tabanını kullanarak geçerli bir üç boyutlu parametrik model 20 oluşturur. Bu model, spline dişlerinin 32, geçmeli bağlantıların 34 ve omuzların 36 sayısını ve türlerini açıklayan bilgiler içerir.
Bir spline bağlantısını analiz ederken, yazılım programı 10 çeşitli özellikler için varsayılan değerler içerecektir. Spline bağlantı modeli 20, bir iç spline 38 ve bir dış spline 40'tan oluşur. Spline'ların her biri, derinlik, genişlik, uzunluk ve yarıçap gibi kendi parametre setini içerir. Dış spline 40 ayrıca yönelim gibi kendi parametre setini de içerecektir.
Bu parametreler seçildikten sonra, yazılım programı, kama bağlantı modeli 20 üzerinde çeşitli analizler gerçekleştirecektir. Yazılım programı 10, bir kama bağlantısının nominal ve maksimum diş taşıma gerilimlerini ve yorulma ömrünü hesaplar. Ayrıca, iç ve dış kama arasındaki burulma bükülmesindeki farkı da belirleyecektir. Analizden elde edilen çıktı dosyası, model konfigürasyonu ve spesifikasyon verilerini içeren bir rapor dosyası olacaktır. Çıktı dosyası, daha fazla analiz için diğer bilgisayar programları tarafından da kullanılabilir.
Bu parametreler ayarlandıktan sonra, kullanıcı kamalı bağlantı modeli 20 için tasarım kriterlerini girer. Bu adımda, kullanıcı hem dış hem de iç kamalı bağlantı 38 için maksimum tork transferinin yerlerini belirtir. Maksimum tork transferinin yeri, şaftlara bağlı donanımın konfigürasyonuna bağlıdır. Kullanıcı, her kamalı bağlantı için en fazla dört farklı performans gereksinimi belirtimi girebilir.
Analiz sonuçları, spline bağlantısının iki aşaması olduğunu göstermektedir. Birinci aşamada gerilim ve titreşimde büyük bir artış gözlemlenirken, ikinci aşamada hem gerilim hem de titreşim seviyelerinde düşüş görülmektedir. Üçüncü aşamada ise 300N ile 320N arasında sabit bir kavrama kuvveti oluşmaktadır. Bu davranış, son aşamada yüzeyle temas edene kadar daha uzun bir süre devam etmektedir.

Spline bağlantısının yanlış hizalanması

Bu çalışma, sabit tork ve dönme sapması altında dişleri birbirine geçiren bir kamalı bağlantıdaki sonuçtaki temas kuvvetinin konumunu araştırmayı amaçlamıştır. Çalışmada, Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) modellerine dayalı sayısal yöntemler kullanılmıştır. Nominal koşullar ve paralel ofset sapması için sayısal sonuçlar elde edilmiştir. Çalışmada, farklı yükleme seviyeleriyle birlikte iki farklı sapma seviyesi (0,02 mm ve 0,08 mm) ele alınmıştır.
Sonuçlar, kamalar ve rotorlar arasındaki hizalama hatasının, kama-rotor bağlantı sisteminin kavrama kuvvetinde bir değişikliğe neden olduğunu göstermiştir. Dinamikleri, kamaların kavrama kuvveti tarafından yönetilir. Hizalama hatası olan bir kama bağlantısının kavrama kuvveti, rotor-kama bağlantı sistemi parametreleri, iletilen tork ve dinamik titreşim yer değiştirmesi ile ilişkilidir.
Hassas ölçümlerin olmamasına rağmen, kamaların yanlış hizalanması yaygın bir sorundur. Bu sorun, kamaların genellikle boşluk içermesiyle daha da karmaşık hale gelir. Bu boşluk, yanlış hizalanmış kamanın sonucudur. Yazarlar, farklı adım çaplarına ve uzunluk/çap oranlarına sahip çeşitli kamaları analiz ettiler.
Kamalı bağlantı, pozitif boşluğa sahip iki boyutlu bir mekanik sistemdir. Kamalı bağlantı, bir göbek ve şafttan oluşur ve uçtan köke olan boşlukları boşluktan daha büyüktür. Uçtan köke köşe teması oluşmasını önlemek için yeterli bir şekil boşluğu gereklidir. Kamalar üzerindeki tork, sürtünme yoluyla iletilir.
Bir kamalı bağlantı yanlış hizalandığında, tork ağırlıklı bir itme kuvveti oluşur. Bu durumda, kuvvet torku aşabilir ve bileşenin hizasını kaybetmesine neden olabilir. Bu çalışmada, tork ve itme kuvvetinin iki yönlü iletimi analitik olarak modellenmiştir. Analitik yaklaşım, tasarım sürecine entegre edilebilecek çözümler sunmaktadır. Bu nedenle, bir sonraki sefer yanlış hizalanmış bir kamalı bağlantı sorunuyla karşılaştığınızda, analitik bir yaklaşım kullandığınızdan emin olun!
Bu çalışmada, paralel ofset hizalama hatası olmaksızın nominal koşullar altında spline kaplin analiz edilmiştir. Elde edilen sertlik değerleri, nominal hatve çapı ile yük uygulama çapı arasındaki yüzde farkıdır. Ayrıca, ölçülen hatve çapındaki maksimum yüzde farkı, 5000 N*m'lik bir tork altında 1,60%'dir. Hesaplamada diğer parametre olan hatve açısı da dikkate alınmıştır.

CX tarafından 09.06.2023 tarihinde düzenlenmiştir.