مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل تلرانسی استاتیکی و دینامیکی سیستمهای دوار انعطاف پذیر بر مبنای مدل ناحیه تلرانسی

نویسندگان
1 استادیار/دانشگاه شریف
2 دانشگاه صنعتی شریف
چکیده
به دلیل نیاز به دقت عملکردی بالا در سیستم های مکانیکی دوار در کاربردهای دقیق، بررسی اثرات خطاهای ابعادی و هندسی بر عملکرد نهایی سیستم در مرحله طراحی ضروری است. تحلیل تلرانسی ابزار مفیدی در تخمین اثرات ناشی از خطاها در پارامترهای موثر بر مشخصه های عملکردی یک سیستم مکانیکی می باشد. دقت عملکردی سیستم های دوار دقیق بر خلاف سیستم های مکانیکی غیردوار، علاوه بر خطاهای ابعادی و هندسی مربوط به ساخت اجزا به خطاهای مربوط به انعطاف پذیری،خیز شفت و همچنین به خطای لنگی غیرتکراری وابسته است. در این مقاله، روش جدیدی جهت تحلیل تلرانسی استاتیکی و دینامیکی سیستم های دوار با وجود خطاهای ابعادی و هندسی، اثرات ناشی از انعطاف پذیری و خطای لنگی غیرتکراری بر مبنای مدل ناحیه تلرانسی ارائه می گردد. ابتدا با استفاده از مفهوم درجات آزادی کوچک، خطاهای ابعادی و هندسی و خطای لنگی غیرتکراری در قالب مدل نواحی تلرانسی مدلسازی می گردد. سپس بر اساس استراتژی جدیدی، به منظور مدلسازی نحوه انتشار خطاهای ابعادی و هندسی جهت تحلیل تلرانسی، توابع عملکردی - مونتاژی سیستم دوار در شرایط استاتیکی و دینامیکی استخراج میگردد. مطابق با معادلات عملکردی- مونتاژی استخراجی یک سیستم دوار انعطاف پذیر، تغییرات موقعیت انتهایی شفت و تغییرات فرکانس طبیعی اصلی سیستم به عنوان مشخصه های عملکردی – مونتاژی محاسبه میگردد. به منظور نمایش نحوه پیاده سازی الگوریتم ارائه شده، یک سیستم مکانیکی دوار مورد تحلیل تلرانسی استاتیکی و دینامیکی قرار میگیرد و جهت صحه گذاری، نتایج حاصل از روش پیشنهادی با نتایج شبیه سازی های مونت کارلو مقایسه میشود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Static and dynamic tolerance analysis of flexible rotary systems based on the tolerance zone method

نویسندگان English

Saeed Khodaygan 1
Hamed Fallahzadeh 2
2 Sharif University of Technology
چکیده English

Because of increasing demands for using of rotating systems in high accuracy and high speed applications, in addition of specific condition of rotating systems, it is necessary to analyze these rotating systems characteristics. Tolerance analysis is a useful tool for estimating effects of dimensional and geometrical errors of effective parameters on functional characteristics in a mechanical system. Unlike other mechanical systems, in addition to the dimensional and geometrical errors, the accuracy of the rotary systems performance directly depend on the flexibility of parts and Non Repetitive Run-Out (NRRO) errors. In this paper, a new method is proposed for static and dynamic tolerance analysis of the rotary systems with the dimensional and geometrical errors, the flexibility effects, and the NRRO errors based on the tolerance zone model. First, using the small degrees of freedom concept, the dimensional and geometrical errors and the NRRO error are modeled in the tolerance zone. Then, based on a new strategy, the performance -assembly functions of the system for modeling the error propagation of the rotary system in the static and dynamic conditions are extracted. Then, using the proposed equations, sensitivities of the requirements such as the end of shaft position and the main natural frequency to tolerances are computed. To illustrate applicability of the proposed method, a rotary system is considered as a case study. Monte Carlo simulations are used for validation of the computational results from proposed method.

کلیدواژه‌ها English

Tolerance Analysis
Rotary systems
Dimensional and geometric tolerances
Non Repetitive Run-Out
natural frequency
Sensitivity Analysis