THE COMPARATIVE ANALYSIS BETWEEN THREAD SHAPE AND COOPERATION TRACE FOR SELECTED DESIGN APPROACH FOR THE THREAD ROLLER SCREW

Podobne dokumenty
ZASTOSOWANIE SYSTEMÓW CAD W ANALIZIE ROLKOWYCH PRZEKŁADNI TOCZNYCH APPLICATION THE CAD SOFTWARE FOR THREAD ROLLER SCREW ANALYZE

EXAMINATION ON THE TEST STAND FOR CONTACTS BETWEEN ROLLER AND BOLT IN THREAD ROLLER SCREW

ANALYTICAL MODEL FOR DETERMINATE STATIC LOAD CAPACITY BETWEEN ROLLER AND BOLT IN THREAD ROLLER SCREW BASE ON HERTZ THEORY

THE ANALYSIS OF THE MANUFACTURING OF GEARS WITH SMALL MODULES BY FDM TECHNOLOGY

Zastosowanie systemów CAD i RP w prototypowaniu przekładni dwudrożnej

Wykonanie stanowiska do badań modelowych śladu styku elementów rolkowej przekładni tocznej

KINEMATYKA ROLKOWYCH PRZEKŁADNI TOCZNYCH KINEMATICS OF THE ROLLER SCREW

GEOMETRIA GWINTÓW Pracę wykonał Mateusz Szatkowski 1h.

EVALUATION OF THE QUALITY OF MESHING FOR DESIGNED PAIR OF BEVEL GEARS WITH INDEPENDENT DESIGN SYSTEM

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY KATEDRA KONSTRUKCJI I EKSPLOATACJI MASZYN

The development of the technological process in an integrated computer system CAD / CAM (SerfCAM and MTS) with emphasis on their use and purpose.

Podstawy Konstrukcji Maszyn. Wykład nr. 13 Przekładnie zębate

Nacinanie walcowych kół zębatych na frezarce obwiedniowej

NUMERYCZNE WYBRANE METODY WYZNACZANIA ŚLADU WSPÓŁPRACY PRZEKŁADNI ZĘBATEJ NA PRZYKŁADZIE PARY STOŻKOWEJ O KOŁOWO-ŁUKOWEJ LINII ZĘBA

Nr 5. Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH

MODELOWANIE 3D-CAD I SZYBKIE PROTOTYPOWANIE PREZENTERA PRZEKŁADNI PLANETARNEJ MODELING 3D CAD AND RAPID PROTOTYPING THE PRESENTER PLANETARY GEAR

PŁYNNOŚĆ PRZENIESIENIA NAPĘDU W PRZEKŁADNI Z KOŁAMI TYPU BEVELOID THE SMOOTHNESS OF TRANSSMISION IN BEVELOID GEAR

Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej. Seria Transport

PL B1. POLITECHNIKA RZESZOWSKA IM. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA, Rzeszów, PL BUP 21/15

Globoidalna przekładnia ślimakowa z obrotowymi zębami z samoczynnym kasowaniem luzu

THE MODELLING OF CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OF HARMONIC DRIVE

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie OB-2 BUDOWA I MOŻLIWOŚCI TECHNOLOGICZNE FREZARKI OBWIEDNIOWEJ

Modelowanie powierzchni globoidalnych w środowisku CAD. The globoidal surface modeling by CAD systems

KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI

EKSPERYMENTALNA METODA OKREŚLANIA CHWILOWEGO ŚLADU STYKU W PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

Podstawy Konstrukcji Maszyn

ĆWICZENIE NR OBRÓBKA UZĘBIENIA W WALCOWYM KOLE ZĘBATYM O UZĘBIENIU ZEWNĘTRZNYM, EWOLWENTOWYM, O ZĘBACH PROSTYCH, NA FREZARCE OBWIEDNIOWEJ

DOBÓR PARAMETRÓW I SYMULACJA EFEKTÓW NAGNIATANIA IMPULSOWEGO

Pomiary gwintów w budowie maszyn / Jan Malinowski, Władysław Jakubiec, Wojciech Płowucha. wyd. 2. Warszawa, Spis treści.

WYTWARZANIE MECHANIZMÓW METODĄ FDM

Symulacja komputerowa i obróbka części 5 na frezarce sterowanej numerycznie

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Nr ćwiczenia : 7

WÓJCIK Ryszard 1 KĘPCZAK Norbert 2

Pomiar strat mocy w śrubowym mechanizmie podnoszenia

Nacinanie walcowych kół zębatych na frezarce obwiedniowej

PUNKT PROSTA. Przy rysowaniu rzutów prostej zaczynamy od rzutowania punktów przebicia rzutni prostą (śladów). Następnie łączymy rzuty na π 1 i π 2.

WYKORZYSTANIE MES DO WYZNACZANIA WPŁYWU PĘKNIĘCIA W STOPIE ZĘBA KOŁA NA ZMIANĘ SZTYWNOŚCI ZAZĘBIENIA

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY

Podstawy konstruowania węzłów i części maszyn : podręcznik konstruowania / Leonid W. Kurmaz, Oleg L. Kurmaz. Kielce, 2011.

TEORETYCZNY MODEL PANEWKI POPRZECZNEGO ŁOśYSKA ŚLIZGOWEGO. CZĘŚĆ 3. WPŁYW ZUśYCIA PANEWKI NA ROZKŁAD CIŚNIENIA I GRUBOŚĆ FILMU OLEJOWEGO

Ćwiczenie nr 8 - Modyfikacje części, tworzenie brył złożonych

Podstawy Konstrukcji Maszyn

WPŁYW METODY DOPASOWANIA NA WYNIKI POMIARÓW PIÓRA ŁOPATKI INFLUENCE OF BEST-FIT METHOD ON RESULTS OF COORDINATE MEASUREMENTS OF TURBINE BLADE

Laboratorium Programowanie Obrabiarek CNC. Nr H04

TECHNIKI CAD W INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ - WYBRANE ZAGADNIENIA. Andrzej WILK, Michał MICHNA

1. Zasady konstruowania elementów maszyn

Przekładnie zębate. Klasyfikacja przekładni zębatych. 1. Ze względu na miejsce zazębienia. 2. Ze względu na ruchomość osi

STANOWISKO BADAWCZE DO SZLIFOWANIA POWIERZCHNI WALCOWYCH ZEWNĘTRZNYCH, KONWENCJONALNIE I INNOWACYJNIE

DYSKRETNA NUMERYCZNA METODA α-bufora OKREŚLANIA GEOMETRYCZNEGO ŚLADU STYKU W PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

ZB3. Opracowanie technologii efektywnego projektowania i produkcji przekładni stożkowych z wykorzystaniem systemu Phoenix firmy Gleason

Temat ćwiczenia. Pomiary gwintów

METODYKA OCENY TOPOGRAFII FOLII ŚCIERNYCH ZE SZCZEGÓLNYM UWZGLĘDNIENIEM ROZMIESZCZENIA ZIAREN ŚCIERNYCH

PODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN KLASA IV TECHNIKUM ZAWODOWE ZAWÓD TECHNIK MECHANIK

PL B1. POLITECHNIKA RZESZOWSKA IM. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA, Rzeszów, PL BUP 11/15

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ 2014 Seria: TRANSPORT z. 82 Nr kol. 1903

POMIAR KÓŁ ZĘBATYCH WALCOWYCH cz. 1.

DROGA ROZWOJU OD PROJEKTOWANIA 2D DO 3D Z WYKORZYSTANIEM SYSTEMÓW CAD NA POTRZEBY PRZEMYSŁU SAMOCHODOWEGO

Programowanie obrabiarek CNC. Nr 5

KONSTRUKCJA HYBRYDOWYCH NARZĘDZI DO OBRÓBKI ELEMENTÓW OPTYCZNYCH. Grzegorz BUDZIK *, Sławomir SOŁTYS

WPŁYW USTALENIA I MOCOWANIA KORPUSÓW PRZEKŁADNI TECHNOLOGICZNIE PODOBNYCH NA KSZTAŁT OTWORÓW POD ŁOŻYSKA

ANALIZA NAPRĘŻEŃ W KOŁACH ZĘBATYCH WYZNACZONYCH METODĄ ELEMENTÓW BRZEGOWYCH

Dobór silnika serwonapędu. (silnik krokowy)

Wprowadzenie do Techniki. Materiały pomocnicze do projektowania z przedmiotu: Ćwiczenie nr 1

Sposób kształtowania plastycznego uzębień wewnętrznych kół zębatych metodą walcowania poprzecznego

PRĘDKOŚĆ POŚLIZGU W ZAZĘBIENIU PRZEKŁADNI ŚLIMAKOWEJ

ZARYS ŚLIMAKA TORUSOPOCHODNEGO KSZTAŁTOWANEGO NARZĘDZIEM TRZPIENIOWYM

WIDOKI I PRZEKROJE PRZEDMIOTÓW LINIE PRZENIKANIA BRYŁ

Zadanie 1: śruba rozciągana i skręcana

OBLICZANIE NADDATKÓW NA OBRÓBKĘ SKRAWANIEM na podstawie; J.Tymowski Technologia budowy maszyn. mgr inż. Marta Bogdan-Chudy

(62) Numer zgłoszenia, z którego nastąpiło wydzielenie:

WYZNACZANIE LUZU OBWODOWEGO W ZAZĘBIENIU KÓŁ PRZEKŁADNI FALOWEJ

Projekt: Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym

Przykład programowania obrabiarki 3-osiowej z użyciem pakietu CAD-CAM

DIGITALIZACJA GEOMETRII WKŁADEK OSTRZOWYCH NA POTRZEBY SYMULACJI MES PROCESU OBRÓBKI SKRAWANIEM

Laboratorium Programowanie Obrabiarek CNC. Nr H3

1. Tokarka pociągowa uniwersalna TUG-48

Biuletyn techniczny Inventor nr 27

APPLICATION SUPPORTING AIRCRAFT BEVEL GEARS DESIGN WITH CAD USING

Ćw. 5 BADANIE I OCENA DZIAŁANIA PIERŚCIENI TYPU SIMMERING STOSOWANYCH DO USZCZELNIEŃ WAŁÓW W OBUDOWIE

Tematy prac dyplomowych magisterskich kierunek MiBM

Wspomagane komputerowo projektowanie przekładni zębatej o krzywej tocznej zawierającej krzywe przejściowe

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 21/13

Koła stożkowe o zębach skośnych i krzywoliniowych oraz odpowiadające im zastępcze koła walcowe wytrzymałościowo równoważne

Koła zębate. T. 3, Sprawdzanie / Kazimierz Ochęduszko. wyd. 5, dodr. Warszawa, Spis treści

ZARYS TEORII MECHANIZMÓW I MASZYN

WSPÓŁCZYNNIK GOTOWOŚCI SYSTEMU LOKOMOTYW SPALINOWYCH SERII SM48

KONTROLING I MONITOROWANIE ZLECEŃ PRODUKCYJNYCH W HYBRYDOWYM SYSTEMIE PLANOWANIA PRODUKCJI

PL B1. Sposób kształtowania plastycznego uzębień wewnętrznych kół zębatych metodą walcowania poprzecznego. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL

G T. Przyrząd graficzny o średnicy [KS] 48h w (gks). Dokładniejsze graficzne wyznaczanie kątów. Perspektywa. ϕ 7,00 cm ϕ 5,00 cm ϕ 3,00 cm

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium Programowanie obrabiarek CNC. Nr 2

WYTYCZNE DO OPRACOWANIA SYSTEMU CAM DLA SZLIFOWANIA GUIDELINES FOR CREATION CAM SOFTWARE FOR GRINDING

4. Oś Z. 4. Oś Z. Written By: Josef Prusa manual.prusa3d.com/ Page 1 of 17

Laboratorium z Systemów Wytwarzania. Instrukcja do ćw. nr 5

KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI Inżynieria wytwarzania: Obróbka ubytkowa

ZAMIEJSCOWY WYDZIAŁ MECHANICZNY W SUWAŁKACH

RAPORT Etap 1. Poznanie mechanizmów trybologicznych procesu HPC

LOKALIZACJA ŚLADU WSPÓŁPRACY W ZAZĘBIENIU PRZEKŁADNI ŚLIMAKOWYCH

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechanika i Budowa Maszyn Studia I-go stopnia. Podstawy maszyn technologicznych Rodzaj przedmiotu: Język polski

c) d) Strona: 1 1. Cel ćwiczenia

12^ OPIS OCHRONNY PL 59598

Transkrypt:

Mgr inŝ. Stanisław Warchoł, email: warchols@prz.edu.pl Katedra Konstrukcji Maszyn, Politechnika Rzeszowska ANALIZA PORÓWNAWCZA ZARYSÓW GWINTÓW I ŚLADÓW WSPÓŁPRACY DLA WYBRANYCH ROZWIĄZAŃ KONSTRUKCYJNYCH ROLKOWEJ PRZEKŁADNI TOCZNEJ Streszczenie: W artykule przedstawiono parametry symulacji obróbki rolki oraz uzyskiwane w ten sposób zarysy gwintu przy róŝnych zarysach gwintu współpracującego z nią elementu (śruby lub nakrętki). Ponadto zaprezentowano wpływ wybranych parametrów gwintu: średnicy, zarysu oraz krotności gwintu na połoŝenie chwilowego śladu styku elementów. THE COMPARATIVE ANALYSIS BETWEEN THREAD SHAPE AND COOPERATION TRACE FOR SELECTED DESIGN APPROACH FOR THE THREAD ROLLER SCREW Abstract: The article describing parameters influence for the roller machining process, and obtained thread shape results was comparison with the thread shape cooperating elements as nut or bolt. Additionally presenting influence thread parameters as pith diameters, thread shape and coil thread number with corelation on localization of the components contact. 1. WPROWADZENIE Głównymi zaletami rolkowych przekładni tocznych uzasadniającymi ich praktyczne zastosowanie są: duŝa nośność, wysoka sprawność, dodatkowym jej atutem jest fakt, Ŝe jako jedyna z przekładni śrubowych daje moŝliwość uzyskania wskaźnika kinematycznego (posuw na obrót) w szerokim zakresie. Sposób wyznaczania uzyskiwanego wskaźnika kinematycznego opisany został m.in. pozycjach literaturowych [1] i [2]. Wyprowadzone tam zaleŝności zostaną tutaj wykorzystane. Jednym z głównych problemów przy projektowaniu tych przekładni jest występowanie zjawiska interferencji gwintów. Dlatego teŝ ich zarysy musza być ze sobą sprzęŝone. 1

2. SYMULACJA OBRÓBKI Jednym ze sposobów uzyskania sprzęŝonego zarysu gwintu rolki jest bryłowa symulacja jej obróbki. Metoda ta polega na odwzorowaniu kinematyki przekładni w systemach CAD. W zaleŝności od rozwiązania narzędziem obróbczym jest śruba lub nakrętka. ZaleŜności wynikłe bezpośrednio z kinematyki przedstawiono w pozycji literaturowej [3]. W niniejszy artykule pokazane zostaną zaleŝności uproszczone. Występują w nich tylko dwa ruchy: obrót rolki wokół własnej osi φ R (krok obróbki) oraz jej posuw osiowy L R. Ruch obrotowy śruby oraz nakrętki moŝna zastąpić ich przesuwem osiowym, a następnie przesuw osiowy rolki przyjmuje się jako sumę geometryczną przesuwu rolki i śruby (nakrętki). Dzięki zniwelowaniu ilości ruchów w kaŝdym kroku symulacji otrzymuje się krótszy czas symulacji oraz dokładniejsze wyniki [4], [5]. W celu wyeliminowania interferencji między śrubą a rolką, kształt zarysu gwintu rolki moŝna uzyskać poprzez symulację wg następującego schematu (rys.1): Rys.1. Schemat symulacji: a) bezpośrednio z kinematyki [3], b) po uproszczeniu Wielkość przesuwu osiowego rolki oblicza się wg następującego wzoru: L R φr nr P = ± 2 π 2

Dla przypadku w którym rolka współpracuje jedynie z nakrętką, kształt rolki otrzymuje się w wyniku nacięcia jej przez nakrętkę, wg poniŝszego schematu (rys.2): Rys.2. Schemat symulacji: a) bezpośrednio z kinematyki [3], b) po uproszczeniu Wartość posuwu L R wylicza się wg wzoru: L R φr nr P = 2 π Dla przypadku ogólnego w którym rolka współpracuje jednocześnie z oboma elementami, zarys jej gwintu moŝna wyznaczyć wykorzystując obie powyŝsze zaleŝności. 3. ZARYSY GWINTU I CHWILOWE ŚLADY STYKU W celu uzyskania zarysu gwintu rolki potrzebne jest cykliczne powtarzanie opisanych powyŝej operacji. Na rys. 3. pokazane są uzyskiwane zarysy tej samej rolki przy róŝnych krokach symulacji φ R (rys.3a i 3b). Jak widać na rys.3a krok symulacji był zbyt duŝy skutkiem czego zarys rolki był bardzo niedokładny wobec czego dokonano zmiany (zmniejszenia) wartości kroku symulacji uzyskany efekt pokazany na rys. 3b. 3

Rys.3 Rolka po obróbce W wyniku takiej obróbki równieŝ otrzymuje się schodkowy zarys gwintu rolki (kolor czerwony na rys.3d), jest to efektem dyskretyzacji procesu obróbki, wielkość tych schodków zaleŝy oczywiście od wartości kroku naturalnie im mniejszy krok tym mniejsza ta wielkość. Tak otrzymany zarys naleŝy następnie wygładzić co jest pokazany na rys.3d kolorem zielonym. Wbrew pozorom nie potrzeba dokonywać obróbki rolki na całej jej długości wystarczy dokonać obróbki rolki do momentu aŝ z obu stron zwoju gwintu rolki nie będzie on juŝ nacinany. Tak uzyskany zarys moŝna przeciągnąć po linii śrubowej i otrzyma się gotowy zarys rolki na całej długości. Dzięki zastosowaniu takiego rozwiązania otrzyma się plik o znacznie mniejszym rozmiarze co w znacznym stopniu poprawi dalszą pracę na takim modelu. 4

Analizie poddane zostały zarysy gwintów przedstawione na rys.4 Rys.4. Zarysy gwintu: a) prostokątny (α=0 ), b) trapezowy symetryczny(α=30 ), c) trójkątny(α=90 ), d) okrągły Chwilowy ślad styku otrzymano poprzez przesunięcie w kierunku osiowym rolkę na kilka dziesiętnych części mikrometra, a następnie wygenerowanie części wspólnej rolki ze współpracującym z nią elementem. Ta cześć wspólną moŝna traktować jako połoŝenie chwilowego śladu styku współpracujących elementów. Otrzymane zarysy rolki dla współpracy ze śrubą o zarysach pokazanych na rys.4 przedstawiono na rys.5, natomiast z nakrętką na rys.6. Parametry geometryczne współpracujących elementów są następujące: średnica toczna śruby d 2S =40[mm], średnica toczna rolki d 2R =20[mm], średnica toczna nakrętki D 2N =80[mm], podziałka gwintu P=10[mm], krotności gwintu śruby n S oraz rolki n R oraz nakrętki n N wynoszą 1 kierunki gwintów śruby i rolki są przeciwne, natomiast rolka z nakrętka ma zgodne kierunki gwintów. Rys.5. Zarysy gwintu rolki dla współpracy ze śrubą, gwint śruby: a) prostokątny, b) trapezowy, c) trójkątny, d) okrągły, e) porównanie zarysów 5

Rys. 6. Zarysy gwintu rolki dla współpracy z nakrętką, gwint nakrętki odpowiednio: a) prostokątny, b) trapezowy, c) trójkątny, d) okrągły, e) porównanie zarysów Tak dobrane zarysy zapewniają niewystępowanie interferencji pomiędzy gwintami współpracujących elementów. Na rys.7 przedstawiono połoŝenie chwilowych śladów styku na śrubie (rys.7a) oraz na nakrętce (rys.7b) w zaleŝności od kształtu ich gwintu przy współpracy z rolką. Rys.7. PołoŜenie chwilowego śladu styku w zaleŝności od kształtu zarysu na: a) śrubie, b) nakrętce Kolejną przeprowadzoną analizą jest wpływ krotności gwintu na połoŝenie chwilowego śladu styku dla zarysu trapezowego symetrycznego, otrzymane wyniki pokazano na rys.8. 6

a) b) Rys.8. PołoŜenie chwilowego śladu styku w zaleŝności od krotności gwintu: a) śruby, b) nakrętki Na rysunku 9 przedstawiono wpływ średnicy rolki na połoŝenie chwilowego śladu styku ze śruba oraz z nakrętką, analiza wykonana jest dla gwintu trapezowego symetrycznego. a) b) Rys.9. Wpływ średnicy rolki na połoŝenie chwilowego śladu styku, na: a) śrubie, b) nakrętce 4. WNIOSKI Na podstawie przeprowadzonej analizy moŝna wyciągnąć następujące wnioski: przy zastosowaniu gwintu prostokątnego styk znajduje się na krawędzi gwintu sytuacja niedopuszczalna, przy zastosowaniu zarysu prostoliniowego dla śruby lub nakrętki chwilowy ślad styku składa się z linii prostej oraz fragmentu na krawędzi gwintu, stąd wymagana jest modyfikacja zarysu w tym obszarze. zmiana średnicy rolki przy współpracy z nakrętką prawie nie zmienia połoŝenia chwilowego śladu styku, kształt gwintu oraz jego krotność ma duŝy wpływ na połoŝenie chwilowego śladu styku, 7

stosowane zarysy gwintów w przekładni powinny być zarysami sprzęŝonymi niesie to ze sobą bardzo istotne konsekwencje technologiczne. LITERATURA: [1] Hojjat Y., M. Mahdi Agheli A comprehensive study on capabilities and limitations of roller screw with emphasis on slip tendency. Mechanism and Machine Theory 2009 [2] Pisula J., Warchoł S.: Zastosowanie systemów CAD w analizach rolkowych przekładni tocznych Mechanik nr 2/2012 [3] Warchoł S.: Parametry symulacji obróbki elementów rolkowych przekładni tocznych Mechanik nr 10/2012 [4] Sobolak M.: Analiza i synteza współpracy powierzchni kół zębatych metodami dyskretnymi. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2006. [5] Budzik G., Pisula J., Dziubek T., Sobolewski B., Zaborniak M.: Zastosowanie systemów CAD/RP/CMM w procesie prototypowania kół zębatych walcowych o zębach prostych Mechanik nr 12/2011 Badania realizowane w ramach Podkarpackiego funduszu stypendialnego dla doktorantów. Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. 8