Komputerowo wspomagane wyznaczanie dynamicznych sił międzyzębnych w przekładniach walcowych o zębach prostych i skośnych

Computer aided determination of dynamic tooth loads in spur and helical gear

Jerzy Marszałek, Józef Drewniak | 24-06-2015

Mechanik nr 07/2015 - Artykuły z XIX Międzynarodowej Szkoły Komputerowego Wspomagania Projektowania, Wytwarzania i Eksploatacji zamieszczone płycie CD

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono numeryczną metodę wyznaczania sił dynamicznych w zazębieniu dla dwóch przekładni zębatych o jednakowym przełożeniu geometrycznym. W przypadku pierwszej przekładni zastosowano zęby proste, natomiast w drugiej zęby skośne. Badania symulacyjne przeprowadzono z wykorzystaniem uproszczonego modelu dynamicznego przekładni o zmiennej w czasie sztywności zazębienia. Przebiegi i wartości sztywności wyznaczono metodą analityczną w oparciu o wzory dostępne w literaturze. Badania symulacyjne zostały zrealizowane w programie MATLAB.

SŁOWA KLUCZOWE: symulacja komputerowa, przekładnia o zębach prostych, przekładnia o zębach skośnych, sztywność zazębienia, współczynnik dynamiczny K_v.

ABSTRACT: This paper presents a numerical method for the determination of dynamic loads on gear teeth for two gears transmission with the same gear ratio. In the case of the first gear it was used straight teeth, while in the second - helical teeth. The simulation tests were carried out using a simplified dynamic model of gear with time-varying mesh stiffness. Waveforms and stiffness values were determined analytically based on the functions available in the literature. Simulation research have been performed in MATLAB.

KEYWORDS: computer simulation, spur gear, helical gear, mesh stiffness, dynamic factor K_v.

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

Norma ISO 6336-1:2006 Przekładnie zębate walcowe. Obliczanie nośności kół. Podstawowe zasady i ogólne czynniki wpływające.
Cai Y.: Simulation on the rotational vibration of helical gears in consideration of the tooth separation phenomenon (a new stiffness function of helical involute tooth pair), Transsaction of ASME, “Journal of Mechanical Design”, 117/1995, 460-469.
Cai Y., Hayashi T.: The Linear Approximated Equation of Vibration of a Pair of Spur Gears (Theory and Experiment), “Journal of Mechanical Design”, Tokyo, 1994.
Drewniak J.: Projektowanie kół zębatych walcowych, stożkowych i ślimakowych wg norm ISO, Wydawnictwo ATH, Bielsko-Biała, 2009.
Jaśkiewicz Z., Wąsiewski A.: Przekładnie walcowe. Geometria, wytrzymałość, dokładność wykonania, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 1992.
Marszałek J.: Analiza dynamiki walcowej przekładni zębatej, praca dyplomowa magisterska, Akademia Techniczno-Humanistyczna, Bielsko-Biała, 2014.