Pagina 41 van: Aandrijftechniek – nummer 3/4 – 2020
41
>
analyse (LDTC) van de Becal software voor kegelwielberekening
van de Forschungsvereinigung Antriebstechnik (FVA). De bereke-
ning van de contactkrachten bestaat uit een voorbewerkingsstap
voor de berekening van de lineaire en geometrische gegevens
en uit een tijdstapberekening voor de bepaling van penetraties,
niet-lineaire en resulterende contactkrachten.
De co-simulatiemodule voor de statische toestand kan in een
multi-body simulatie worden gebracht. De module is hiervoor
geïmplementeerd als gebruikerselement in Simpack. Om het
eenvoudig te houden, werden alle vrijheidsgraden behalve de
rotatie vergrendeld. Als referentie werd een oude versie van het
standaard laboratorium tandwielpaar (GearPair-DIN) gebruikt,
plus de verbeterde versie met de Weber-Banaschek-benadering
en voortijdige ingrijping (GearPair-WB). Demping en wrijving
werden in de berekening verwaarloosd.
Figuur 1 toont het overgedragen koppel ten opzichte van
normaal door de co-simulatiemodule in vergelijking met het
Simpack tandwielpaar. Terwijl de amplitudes in de aandrijfmodus
voor alle drie de methoden gelijk zijn, zijn de koppelimpulsen
van de co-simulatiemodule voor de tweede en derde orde van
de ingrijpfrequentie hoger (figuur 2).
Hoewel het Simpack tandwielpaar de mogelijkheid biedt om
de maximale flankdruk te berekenen, moeten deze resultaten
kritisch worden bekeken. Figuur 3 toont de significante discre-
pantie tussen alle drie de varianten. Terwijl de drukcurve van de
twee tandwielparen vergelijkbaar is, op een kleine offset na, bere-
kende de co-simulatiemodule significant hogere drukwaarden.
Bovendien is het verloop anders. In vergelijking met de eindige
elementen-contactanalyse wijkt de flankdrukberekening van de
co-simulatiemodules met minder dan 2 procent af.
Deze resultaten suggereren dat de ontwikkelde co-simu-
latiemodule geschikt is om de modellering van kegelwielen en
kroonwielen in multi-body simulaties te verbeteren. Om ervoor
De definitie van
een geschikt
tolerantieconcept
voor bijvoorbeeld
het tandwiel en het
lager is cruciaal voor
de bepaling van de
eigenschappen van de
gehele aandrijving (FOTO:
WINERGY/FLENDER)
te zorgen dat de resultaten betrouwbaar zijn in termen van dyna-
misch gedrag, moeten echter verdere validatiestappen worden
genomen en is verder onderzoek nodig.
Multi-body simulatie
In de afgelopen jaren is multi-body simulatie door een
veelvoud aan innovaties verder ontwikkeld. Van een simulatie-
tool, voornamelijk gebruikt in systeemsimulatie, werd het een
tool die ook in de aandrijftechniek wordt gebruikt tijdens het
productontwikkelingsproces.
We kunnen verschillende fasen onderscheiden bij de ontwik-
keling van een serie reductoren. De gebruikte modellen beginnen
bij eenvoudige stijve modellen voor kinematische modellen en
tolerantieoverwegingen. Dat gaat door tot volledig flexibele para-
metrische modellen met een hoog detailniveau voor het bepalen
van stijfheid en belastingen. Er zijn ook systeemmodellen ter
ondersteuning van de projectplanning van klanttoepassingen.
Als onderdeel van het ontwikkelingsproces worden deze modellen
geverifieerd met behulp van bijvoorbeeld eindige elementenbe-
rekeningen en gevalideerd door testen.
SEW-Eurodrive gebruikte simulatiemodellen voor één- tot
drietraps nauwkeurige planetaire reductoren voor dynamische
toepassingen zoals gereedschapmachines of verpakkings- en
handlingsystemen. De betreffende serie omvat zes groot-
ten met een overdrachtsbandbreedte van i=3 tot i=1000.
Uitgangsgeometrie, lagerconcept van de uitgaande en planetaire
lagers, maar ook smeer- en afdichtingssysteem en de montage
van de motor kunnen worden gevarieerd. De combinatie-
mogelijkheden binnen het modulaire systeem stelden bijzondere
eisen aan het ontwikkelingsproces en dus ook aan de gebruikte
reken- en simulatietools.
Dit begint met de definitie van de toegestane component-
afwijkingen, zoals draai- en positietoleranties, en de daaruit
38-39-40-41-42_tandwielensimulatie.indd 41 06-05-20 12:27