Μοντελοποίηση και προσομοίωση της δυναμικής συμπεριφοράς οδοντωτών μεταδόσεων κίνησης μέσω ανάλυσης διαλείπουσας επαφής και ιδιοταλαντώσεων οδόντων

Σακαρίδης, Εμμανουήλ; Sakaridis, Emmanouil

dc.contributor.author	Σακαρίδης, Εμμανουήλ	el
dc.contributor.author	Sakaridis, Emmanouil	en
dc.date.accessioned	2017-12-11T13:39:37Z
dc.date.issued	2017-12-11
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46067
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14881
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Οδοντωτοί τροχοί	el
dc.subject	Οδοντώσεις	el
dc.subject	Μετάδοση κίνησης	el
dc.subject	Διαλείπουσα επαφή	el
dc.subject	Ενδοτικότητα οδοντώσεων	el
dc.subject	Ιδιοταλαντώσεις οδόντων	el
dc.subject	Gears	en
dc.subject	Gearing compliance	en
dc.subject	Transmissions	en
dc.subject	Tooth contact analysis	en
dc.subject	Tooth eigenvibrations	en
dc.subject	Intermittent contact	en
dc.subject	Backlash	en
dc.title	Μοντελοποίηση και προσομοίωση της δυναμικής συμπεριφοράς οδοντωτών μεταδόσεων κίνησης μέσω ανάλυσης διαλείπουσας επαφής και ιδιοταλαντώσεων οδόντων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Δυναμική μηχανών	el
heal.dateAvailable	2018-12-10T22:00:00Z
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-10-12
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη και επικύρωση μιας ολοκληρωμένης μεθοδολογίας μοντελοποίησης συστημάτων μετάδοσης με οδοντωτούς τροχούς, στην οποία να ενσωματώνεται και η δυναμική των οδόντων τους. Για το σκοπό αυτό καθορίζεται αρχικά ένα σύστημα περιγραφής των κατατομών των οδόντων υπό μορφή σημειοσυνόλων, στα οποία πραγματοποιείται παρεμβολή με χρήση της μεθόδου των ελαχίστων τετραγώνων. Στη συνέχεια περιγράφεται ένας αριθμητικός αλγόριθμος υπολογισμού της θέσης επαφής κατά τη συνεργασία, ο οποίος αντιμετωπίζει και την περίπτωση γωνιακής επαφής. Με βάση και την ανάλυση της γεωμετρίας γίνεται ο υπολογισμός και η απλοποίηση των ελαστικών ιδιοτήτων των οδόντων, ενώ αναπτύσσεται μια εξειδικευμένη αριθμητική τεχνική για την ανάλυση της μη γραμμικής ελαστικής συμπεριφοράς στο σημείο επαφής. Οι απλοποιημένες ελαστικές ιδιότητες των οδόντων συνδυάζονται με τις αδρανειακές ιδιότητες τροχών και οδόντων στη δημιουργία ενός μη γραμμικού μοντέλου συγκεντρωμένων στοιχείων για μία βαθμίδα οδοντωτών τροχών, με μεταβλητό αριθμό βαθμών ελευθερίας. Στο μοντέλο αυτό πραγματοποιείται γραμμικοποίηση για την ανάλυση της ιδιοσυμπεριφοράς του, ενώ προστίθενται και επιπρόσθετα στοιχεία μηχανών, όπως άξονες και σφόνδυλοι. Η συνολική αυτή μοντελοποίηση αποτελεί τη βάση για τη δημιουργία ενός ολοκληρωμένου περιβάλλοντος προσομοίωσης πολυβάθμιων συστημάτων σε λογισμικό MATLAB. Το περιβάλλον αυτό χρησιμοποιείται για την προσομοίωση της λειτουργίας ενός «πρότυπου» συστήματος μέσης ισχύος σε διάφορες συνθήκες. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων αξιοποιούνται στη χαρτογράφηση της συμπεριφοράς του συστήματος ως προς το επίπεδο και το συχνοτικό περιεχόμενο των ταλαντώσεων, καθώς και ως προς την ενδεχόμενη απώλεια επαφής των οδόντων. Η χαρτογράφηση αυτή συνεισφέρει εν τέλει τόσο στην επικύρωση της προτεινόμενης μοντελοποίησης, μέσω της σύγκρισης των αποτελεσμάτων με τα αντίστοιχα της βιβλιογραφίας, όσο και στην εξακρίβωση της συνεισφοράς της δυναμικής των οδόντων στη διαμόρφωση της συμπεριφοράς του συστήματος.	el
heal.abstract	The aim of this thesis is the development and validation of a methodology for modeling drivetrains with gears, in which tooth dynamics are incorporated. To this end, a mathematical formulation is defined for describing tooth geometry in the form of point clouds, on which least square interpolation is performed. Subsequently, a numerical algorithm for finding the point of contact during meshing is outlined. This algorithm is capable of predicting corner contact. Based in part on the geometrical analysis, the stiffness properties of gear teeth are calculated and simplified. At the same time, a specialized numerical method is developed for analyzing the non-linear elastic behavior at the point of contact. The simplified tooth elastic properties are combined with the inertial properties of both gears and teeth to create a non-linear, lumped element model of a single gear stage, with a variable number of degrees of freedom. This model is linearized to analyze its motion modes and further machine elements such as shafts and flywheels are incorporated. Eventually, this modeling methodology serves as the foundation for an integrated drivetrain simulation environment, developed in MATLAB software. This environment is utilized for the simulation of a medium power “model” drivetrain under various conditions. The simulation results are used to map the system’s behavior with regards to vibration amplitudes and frequencies, as well as the potential loss of contact. This mapping contributes not only to the validation of the proposed methodology, through comparing the results with their equivalents in literature, but also to determining the contribution of tooth dynamics in shaping the drivetrain’s behavior.	en
heal.advisorName	Σπιτάς, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Σπιτάς, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Προβατίδης, Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Κουλοχέρης, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου. Εργαστήριο Στοιχείων Μηχανών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	137 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true