Influence of Parameters of a Planetary Gear with Internal Meshing on Its Technical and Economic Indicators

Конструкции зубчатой планетарной передачи, содержащей эксцентриковое водило, один-два сателлита и неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, отличающиеся роликовым исполнением механизма снятия движения с сателлитов, обладают высокой нагрузочной способностью и высоким коэффициентом полезного действия при большом передаточном отношении в одной ступени (конструкции защищены патентами на изобретения). Для оптимизации параметров указанных планетарных механизмов и улучшения их технико-экономических показателей получена зависимость, определяющая соотношение между допускаемыми нагрузками в зацеплении колес, соответствующими контактной и изгибной прочности зубьев, от их числа и передаточного отношения. Установлено, что при больших передаточных отношениях (более 17) нагрузочная способность передач этого типа лимитируется изгибной прочностью зубьев колес. На основании этого определялся допускаемый момент на выходном валу передачи и отношение его к объему неподвижного центрального колеса, от которого зависят масса и объем передачи в целом. Показано, что наибольшей нагрузочной способностью при заданном передаточном отношении и объеме неподвижного центрального колеса (следовательно, и объеме передачи в целом) обладает планетарная передача с разницей чисел зубьев сателлита и центрального колеса, равной единице. Коэффициент полезного действия (КПД) планетарной передачи с роликовым исполнением механизма снятия движения с сателлитов определялся экспериментальным путем на специально созданной установке, содержащей электромагнитное нагружающее устройство и тензометрические датчики крутящего момента (при рациональных параметрах передачи, ее передаточном отношении, не превышающем 60, и наиболее распространенной степени точности изготовления (7-8) КПД равен 85…90 %). КПД аналогичной передачи с традиционным цевочным механизмом снятия движения с сателлитов примерно на 5 % ниже КПД зубчато-роликовой передачи. С ростом передаточного отношения КПД зубчато-роликовой планетарной передачи изменяется так же, как и КПД традиционной передачи (падает).

Simulation Research on Trapped Oil Pressure of Involute Internal Gear Pump

The main structure of an internal gear pump consisted of an internal gear pair, including an internal gear and an external gear. The internal gear pump had oil trapping phenomenon like other hydraulic gear pumps. In order to solve the oil trapping phenomenon of involute gear pump with internal meshing tooth profile, in this paper, the mathematical equation of gear outer contour is established according to the principle of generation method, and the variation law of the trapped oil area in meshing process is deduced by theoretical instantaneous flow rate obtained by scanning method. Then, the minimum trapped oil volume and unloading area are solved by the graphic method. Finally, based on fluid mechanics and dynamics, the trapped oil pressure model is obtained. The change of the trapped oil area and trapped oil pressure in a meshing cycle is simulated by MATLAB. The results show that the trapped oil area changes in a parabola, and the trapped pressure fluctuates in mountains and valleys. When the trapped area is the smallest, the trapped oil pressure reaches the peak at the corresponding corner. The research results can provide guidance for the development of high-performance internal gear pumps.

Geometry of Internal Meshing of Planetary Gearwheels Cut by Non-standard Gear Shaping Tools

Приведен метод определения радиусов кривизны переходных кривых профилей зубьев сателлитов планетарных передач с внутренними зацеплениями колес и малой разницей чисел их зубьев. Для нарезания таких колес передачи целесообразно использовать нестандартный инструмент со скругленными вершинами зубьев. Представлен модифицированный исходный производящий контур и соответствующий ему профиль зуба производящего колеса (долбяка) в среднем сечении. Вершина зубьев такого режущего инструмента в отличие от стандартного скруглена, а высота их делительной головки уменьшена. Осуществлен сравнительный анализ радиусов кривизны профилей зубьев сателлитов, нарезанных стандартным и нестандартным инструментом разного типа (зубодолбежным и реечным).Показаны зависимости относительного радиуса кривизны переходных кривых профилей зубьев сателлита и колеса от углового параметра, определяющего положение режущего инструмента, позволяющие оценить их изгибную прочность в сравнении с зубьями колес, нарезанных стандартным инструментом. Представлены результаты выполненного компьютерного моделирования на участках переходных кривых профилей зубьев. Установлено, что на этих участках радиус кривизны переходной кривой профиля зуба сателлита, нарезанного нестандартным долбяком, несколько больше аналогичного параметра колеса, нарезанного таким же инструментом. Однако так как толщина зуба колеса намного больше толщины зуба сателлита, лимитирует несущую способность исследуемого зацепления колес и планетарной передачи в целом изгибная прочность зубьев сателлита. Расчеты по приведенным зависимостям показывают, что при нарезании колеса и сателлита планетарной передачи нестандартным долбяком планетарная передача работоспособна, не подвержена опасности заклинивания и имеет высокую нагрузочную способность.

Patterns simulation in the 3D virtual stitching and try-on system

PurposeThe paper presents a method for the patterns simulation in the 3D virtual stitching and try-on system.Design/methodology/approachFirst, the patterns are designed using the garment CAD software and stored in the DXF format. Second, the regular grid method is employed to mesh the patterns to be quadrangular, and the patterns triangular meshing can be obtained by connecting the diagonal of the quadrangular. Then a mass-spring model is established, and the forces analysis and the explicit Euler integration method are employed to accomplish the patterns simulation. The paper demonstrates the robustness of our simulation through two sets of experiments, including a lady’s dress patterns meshing experiments and the experiments of the virtual stitching of the lady’s dress.FindingsThe patterns meshing algorithm can meet the requirements of the internal meshing and the boundary meshing, and it is very important to select an appropriate meshing density. The implementation of the virtual stitching of the lady’s dress proves the effectiveness and usability of the simulation methods.Research limitations/implicationsThe lady’s dress used in the experiments is a relatively simple fashion style, with only the front and back pattern. It is very worthy of further research on the effectiveness of the complex structure of clothing.Practical implicationsThe paper includes practical implications of the methods of the patterns meshing and the virtual stitching of the simple fashion styles.Originality/valueThe simulation system is developed using VC++ 2015 with the help of the OpenGL functions library, which is proved as a simple, lower computation and robustness for the patterns simulation of the simple garments.