Výrobní procesy nejsou dokonalé a podléhají odchylkám. Tyto odchylky se vyskytují ve všech formách a jsou omezeny tolerancemi. Tolerance jsou popsány ve standardech, jako je ISO 1101 (odkaz 1) nebo ASME Y 14.5 (odkaz 2). Rozsahy tolerance jsou standardizovány pro různé výrobní procesy, jako jsou tolerance hřídele v DIN ISO 286 (odkaz 3) nebo středové vzdálenosti v DIN 3964 (viz 4).

Ve většině případů odchylky sledují normální rozdělení, jak je popsáno v rovnici 1, kde σ je standardní odchylka a μ je nominální hodnota. Standardní odchylka je měřítkem rozptylu hodnot kolem průměru.

Pozice kolíků planety v nosiči planety jsou také vystaveny tolerancím. Je známo, že nerovnoměrné rozdělení planet kolem obvodu vede k nerovnoměrnému rozdělení zatížení. Podle ISO 6336 (odkaz 5) může nerovnoměrné rozdělení zátěže v důsledku odchylek ovlivnit zatížení kapacity planetární fáze. Kromě úmyslně implementovaných asymetrií lze také předpokládat, že tolerance vedou ke změně sdílení zátěže mezi planetami.

Tolerance jsou většinou definovány jako geometrické odchylky od ideální polohy. Definice tolerance se většinou provádí na část. V souvislosti s katalogovými převodovkami se může aplikace a požadavky na hustotu točivého momentu docela drasticky změnit. To znamená, že pro každou aplikaci není nutná těsná tolerance.

Pokud nejsou geometrické tolerance splněny, jsou části uvolněny pomocí simulace ve zvláštním procesu uvolnění. V tomto procesu hrají roli požadavky zákazníka i měřené výrobní odchylky. Simulace jsou velmi spolehlivé, ale generují poměrně velké množství práce.

Tato studie používá simulaci Monte Carlo ke zkoumání vlivu tolerance na zatížení. Tato simulace analyzuje bezpečnost planetární fáze s pozicemi variabilních kolíků planety a diskutuje o výsledcích, včetně možnosti tolerancí závislých na zatížení pro katalogové převodovky. Výsledný reagovaný model by měl usnadnit stanovení během procesu měření, pokud jde o to, zda lze část použít pro objednávku, zda bude začleněn do jiného řádu, nebo zda vyžaduje likvidaci.

Simulační model

Simulační model a použitý teoretický přístup jsou vysvětleny níže.

Systémová simulace

Simulační model je založen na simulaci kvazistatické převodovky s FVA-WOLKBENCH 9. 0. 2. V této metodě se analytické modely používají k simulaci chování komponent převodovky při zatížení. Hřídele jsou aproximovány jako paprsky Timoshenko, válcování ložisek jako Hertzianovy kontakty a ozubené zuby jako mechanické desky. Nosiče planety jsou příliš složité na to, aby byly smysluplně modelovány pomocí analytických rovnic, takže jsou modelovány jako redukované matice tuhosti podle Guyana (odkaz 6).

Pro získání posunů v převodovém systému, a tím i rozdělení zátěže na boku zubu, je tuhost řešena iterativně v systému lineárních rovnic. Postup je založen na metodě Rikor (odkaz 7).

Celková simulace systému určuje deformaci všech složek při zatížení. Faktor zatížení obličeje KHp a faktor sdílení zátěže K pro výpočet jsou odvozeny z charakteristik tuhosti mechanického systému.

Konzervativní výpočty se používají pro návrh modelů prezentovaných v sekci výsledků a diskuse. Předpokládá se, že na stejné planetě se vyskytuje největší faktor zatížení obličeje a největší faktor sdílení zátěže ve stádiu planetárního zařízení. Zátěžová kapacita je stanovena pro tuto planetu v souladu s ISO 6336. Tato studie se provádí výhradně na jednostranných planetárních nosičích. Chyby způsobené sestavením dvou částí s tolerancemi se proto nezohledňují.

Simulace tolerance

V mechanickém modelu jsou planetární kolíky připojeny k bočním destičkám pomocí spojovacích prvků, které lze přemístit v radiálních a tangenciálních směrech. To mění polohu pin a planety. Vliv na převodování se zvažuje, zejména na středové vzdálenosti, vůli a vůli špičky. To snižuje množství úsilí potřebného pro meshing a statickou kondenzaci nosiče planety. Nosič musí být připraven pouze jednou v kroku před zpracováním před simulací, což umožňuje velmi rychlé simulace. V tomto článku jsou zkoumány pouze jednostranné nosiče planety. U oboustranných nosičů planety by došlo k dalším statickým vyrovnání.

Předpokládá se, že standardní odchylku pro polohu σ=6 µm lze dosáhnout ve výrobním procesu. Obrázek 1 ukazuje výsledné gaussovské rozdělení.

Aby bylo možné zachovat vyhodnocení výsledků, které lze zvládnout, v této studii se předpokládá, že ve výrobním procesu nedochází k žádné úhlové chyby.

Statistická metodologie

Pro stanovení vlivu pozic PIN jsou pozice 000 simulovány v simulaci Monte Carlo. V každém simulačním běhu dostávají všechny planetární kolíky novou odchylku, která je stanovena náhodně. Tyto odchylky jsou stanoveny jak v radiálních, tak tangenciálních směrech podle předpokládaného rozdělení z obrázku 1, což má za následek superpozice dvou distribučních funkcí.

Tato studie představuje metodu hodnocení systémů s tolerancemi, pomocí příkladu nosiče planety pro ilustraci a statisticky vyhodnocení vlivu výrobních tolerance na zatížení planetárních rychlostních stupňů.

Předpokládá se normální rozdělení pro tolerance polohy u nosiče planety a předpokládá se, že standardní odchylka tolerance polohy je 6 um. K analýze vlivu odchylky se používá simulace Monte Carlo s 10, výpočty 000. Za tímto účelem byl počet simulací považován za dostatečný.

Výsledky ukazují, že smysluplné závěry lze učinit pouze v agregované podobě. Za tímto účelem jsou na úhlové odchylce vyneseny minimální bezpečnost boku planetárního stádia. Výsledky jasně ukazují, že optimální využití je možné pro převodovky s malými odchylkami. Pokud však vůle dovolí nosiče planety s výrazně většími výrobními odchylkami. Ty mohou být namontovány a jsou funkční, i když s nižším maximálním točivým momentem.

S touto realizací lze geometrickou toleranci polohy přeformulovat následovně: Jsou požadavky na točivý moment zákazníka tak, že část může být stále používána navzdory větším odchylkám? Nebo mohu najít jiného zákazníka s požadavky na hustotu energie v blízké budoucnosti? Na základě tohoto přístupu by se velké odchylky měly považovat za odmítnutí pouze tehdy, pokud jsou náklady na skladování větší než zisk na komponentě.

Jedná se o studii důkazu koncepce, ve které je jediným parametrem, který se liší parametr, tolerance polohové tolerance planety na nosiči planety. Jednoduchá studie ukazuje, jak lze tolerance vyhodnotit. V zásadě je možné škálování na větší systémy tolerance, ale stále existují několik otevřených otázek:

V abscisě regrese musí být všechny ovlivňující parametry zastoupeny tak, aby bylo dosaženo dostatečně dobré regrese.

Definice těchto parametrů může tvořit většinu práce.

Protože všechny výpočty jsou nezávislé, přidání další tolerance by nemělo vést k dalším simulacím. To by poskytlo velmi časově efektivní metodu hodnocení tolerance.