عنوان پایان‌نامه
طراحی، ساخت و ارزیابی مفصل مکانیکی اینورسال با سرعت ثابت
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - مکانیک ماشینهای کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44406;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 3923
- تاریخ دفاع
- ۱۸ بهمن ۱۳۸۸
- دانشجو
- مجید یعقوبی
- استاد راهنما
- سیدسعید محتسبی
- چکیده
- در حال حاضر مکانیزم های بسیاری برای انتقال قدرت بین دو محور متقاطع به صورت مکانیکی، هیدرولیکی، پنوماتیکی و مغناطیسی بکار برده می شوند ، ولی معمولا در صنعت به علت هزینه تولید کمتر، از نوع مکانیکی آن که مفصل یونیورسال است، استفاده می شود. این نوع مفصل در دستگاه هایی با انتقال قدرت زیاد به کار برده می شود ولی سرعت انتقال آن به محور متحرک به صورت غیر یکنواخت می باشد. بعبارت دیگر نسبت سرعت خروجی به ورودی بر حسب زاویه دوران ورودی ثابت نبوده و متغیر است. مکانیزم جدید پیشنهاد شده در این تحقیق دارای سرعت ثابت و برای انتقال قدرت بین دو محور متقاطع با زاویه ای بیشتر از 90 درجه بکار برده می شود. مکانیزم پیشنهاد شده دارای 6 بازوی راهنما و سه عضو رابط بوده و کاملا از نظر دینامیکی متعادل و از نظر فضای کاری بهینه بوده و نیز دارای نسبت سرعت ثابتی در هر زاویه انحرافی بین دو محور می باشد. زاویه بین محور ورودی و خروجی تا 135 درجه قابل تغییر می باشد. ضمنا حداقل و حداکثر دور ورودی نیز, بسته به نوع طراحی از صفر تا 2000 دور در دقیقه و حتی بیشتر قابل تغییر می باشد. برای بررسی این مکانیزم در قسمت مواد و روش ها ، ابتدا دیاگرام سینماتیکی، معادلات دینامیکی، روابط بین اجزای آن از جمله فضای اشغالی مکانیزم، زوایای طراحی، تداخلات مکانیزم و در آخر معادلات طراحی آن ارائه می گردد. سپس با استفاده از نرم افزار های COSMOS Motion, VisualNASTRAN, Autodesk Inventor Dynamic مورد شبیه سازی قرار گرفت و نتایج شبیه سازی نشان داد که این مکانیزم قادر به انتقال سرعت یکنواخت در هر زاویه ای می باشد. نمونه مکانیزم با ابعاد دیگر، برای اینکه تراشکار قادر به ساخت آن باشد، ساخته شد. جنس آن فولاد سمانته با قطر محور 45 و ضخامت اجزای 10 میلی متر می باشد. با استفاده از نرم افزار ANSYS , مکانیزم در دور 2000 دور در دقیقه با گشتاور اعمالی 1000 نیوتن بر متر، مورد تحلیل تنش قرار گرفت و تنش های آن در حالت استاتیکی و دینامیکی مقایسه شدند و ضریب اطمینان آن و عضو تحت تنش زیاد تعیین گردید. سپس آزمون ارزیابی مکانیزم توسط دستگاه فرز با دور ثابت 24 دور در دقیقه انجام شد و توسط مبدل گشتاور سرعت آن تعیین گردید. نمودار سرعت آن رسم شد که گواه بر انتقال یکنواخت سرعت مکانیزم می باشد.
- Abstract
- Currently, several mechanical, pneumatic, hydraulic, and magnetic mechanisms are used to transmit power between two crossover shafts; however, the mechanical type (universal joint) is mostly used in industry due to its low cost. These types of joints are used in equipment with high power transmission; however, the angular velocity of the driven shaft is not constant. This means that the ratio of output velocity to input velocity is not equal at all angles of rotation. The mechanism we propose can be used between two shafts with a crossover angles smaller than 135 degrees. It has six guide arms and three connecting arms. It is dynamically balanced and occupies optimum working space and also its velocity ratio is constant for all crossover angles between the two shafts. The maximum and minimum angular velocity of mechanism is between 0 and 2000 rpm. But by changing designing dimensions can be achieved to more ratios. At first, in materials and methods part, kinematics diagrams, dynamical equations, relation between components equations such as designing angles, conflicts, occupied space and designing equations are presented. Then using engineering software was shown that the mechanism can transmit constant speed. A sample of mechanism is fabricated in workshop. Its material is alloy steel (16 Mn Cr5) with diameter 45 mm and thickness 10 mm in other components of mechanism. Using ANSYS software, the mechanism is analyzed at 2000 rpm and 1000 N.m torque. Components stresses are compared statically and dynamically. High stress component and safety factor are specified. At end, the mechanism is evaluated by turning machine at 24 rpm. The diagram of angular velocity is drawn in macro and micro scale. The diagrams showed that the mechanism transmit the constant speed.
