wholesaler

Kamalı Bağlantılarda Temas Basınçlarının Tahminine Yönelik Analitik Yaklaşımlar

A spline coupling is a type of mechanical connection between 2 rotating shafts. It consists of 2 parts – a coupler and a coupling. Both parts have teeth which engage and transfer loads. However, spline couplings are typically over-dimensioned, which makes them susceptible to fatigue and static behavior. Wear phenomena can also cause the coupling to fail. For this reason, proper spline coupling design is essential for achieving optimum performance.

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.
To model a spline coupling, first you create the knowledge base for the spline coupling. The knowledge base includes a large number of possible specification values, which are related to each other. If you modify 1 specification, it may lead to a warning for violating another. To make the design valid, you must create a spline coupling model that meets the specified specification values.
After you have modeled the geometry, you must enter the contact pressures of the 2 spline couplings. Then, you need to determine the position of the pitch circle of the spline. In Figure 2, the centre of the male coupling is superposed to that of the female spline. Then, you need to make sure that the alignment meshing distance of the 2 splines is the same.
Once you have the data you need to create a spline coupling model, you can begin by entering the specifications for the interface design. Once you have this data, you need to choose whether to optimize the internal spline or the external spline. You’ll also need to specify the tooth friction coefficient, which is used to determine the stresses in the spline coupling model 20. You should also enter the pilot clearance, which is the clearance between the tip 186 of a tooth 32 on 1 spline and the feature on the mating spline.
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.
Once these parameters are set, the user enters the design criteria for the spline coupling model 20. In this step, the user specifies the locations of maximum torque transfer for both the external and internal spline 38. The maximum torque transfer location depends on the configuration of the hardware attached to the shafts. The user may enter up to 4 different performance requirement specifications for each spline.
The results of the analysis show that there are 2 phases of spline coupling. The first phase shows a large increase in stress and vibration. The second phase shows a decline in both stress and vibration levels. The third stage shows a constant meshing force between 300N and 320N. This behavior continues for a longer period of time, until the final stage engages with the surface.

Kamalı bağlantı elemanının yanlış hizalanması

A study aimed to investigate the position of the resultant contact force in a spline coupling engaging teeth under a steady torque and rotating misalignment. The study used numerical methods based on Finite Element Method (FEM) models. It produced numerical results for nominal conditions and parallel offset misalignment. The study considered 2 levels of misalignment – 0.02 mm and 0.08 mm – with different loading levels.
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.