planetary roller screw, ball screw, dynamic effects, efficiency, test stand
Abstrakt
W pracy przedstawiono zagadnienia związane z rozwojem procedury projektowania planetarnej przekładni śrubowej rolkowej z przekładnią zębatą. Zaproponowano modele obliczeniowe do wyznaczania rozkładu obciążenia na zwojach gwintów śruby rolki i nakrętki. Przeprowadzono analizę wpływu losowej odchyłki podziałki na spadek nośności ruchowej przekładni. Przy użyciu analizy MES sformułowano zadanie optymalizacyjne, mające na celu zmniejszenie spiętrzenia naprężeń w karbie gwintu oraz zmniejszenie nacisków kontaktowych na powierzchniach współpracy w zależności od geometrii gwintów. Dla typowego układu napędowego z planetarną przekładnią śrubowa rolkową sformułowano warunek ruchu jednostajnego. W oparciu o zależności kinematyczne określono energię kinetyczną elementów związanych z ruchem postępowym nakrętki. Dla modelu dynamicznego typowego układu napędowego z planetarną przekładnią śrubową rolkową, sformułowano równania ruchu w oparciu o równanie Lagrange'a II rodzaju oraz wyznaczono częstości drgań własnych tego układu. Przedstawiono również obliczenia współczynnika dynamicznego dla obciążenia impulsowego. Zaprojektowane i zbudowane przez autora pracy stanowisko badawcze pozwala badać sprawność układu napędowego oraz sprawność śrub tocznych o dowolnym rozwiązaniu konstrukcyjnym. Możliwe jest również badanie efektów dynamicznych, czyli określanie współczynników dynamicznych związanych z rozruchem, hamowaniem oraz obciążeniem impulsowym. Badania na stanowisku umożliwiają także rejestrację płynność pracy przekładni tocznych.
The paper presents the analysis of the problems associated with the development of design procedures of the planetary roller screw mechanism. Computational models for determining the load distribution on the threads of the rollers, screw and nut have been proposed. The influence of random deviations of thread pitch on the decrease of a specific dynamic capacity of the roller screw was analysed. The optimization problem was formulated using finite element analysis in order to reduce stress concentration in the thread notch and reduce contact stresses on the cooperating surfaces of threads. For a typical drive system with planetary roller screw the condition of uniform motion was formulated. The kinetic energy of elements associated with the linear motion of the nut was delivered based on the kinematic relations. Equations of motion based on the Lagrange's equations of the second kind were formulated for a dynamic model of the typical drive system with the planetary roller screw. Also the frequencies of vibrations of the system and calculations of the dynamic coefficients for the impulse of load were determined. The designed and built testing stand allows to examine the efficiency of drive system and the efficiency ball or roller screws of any variant of design. It is also possible to investigate the dynamic effects, or identifying dynamic factors related to the start-up, braking and a load impulse. Experiments on the test stand also allow to register the smoothness of the leading screw operation.
Klasyfikacja PKT
370000 Budowa maszyn. Przemysł maszynowy i metalowy
370900 Podstawy budowy maszyn
371600 Zagadnienia konstrukcji maszyn
371623 Części maszyn
Wydział
Wydział Mechaniczny
Licencja
Licencja PK. Brak możliwości edycji i druku.
Prawa dostępu
Zasób dostępny dla zalogowanych użytkowników lub z komputerów w domenie PK
