Optimization of thread root undercut in the planetary roller screw

Filip Lisowski

Abstrakt

W artykule przedstawiono zagadnienie optymalizacji podcięcia dna karbu gwintu rolki w planetarnej przekładni śrubowej rolkowej z zastosowaniem MES. Optymalizowano głębokość i kształt podcięcia oraz promienie zaokrąglenia zarysu gwintów dla szeregu współpracujących zwojów śruby i rolki. Jako funkcję celu przyjęto maksymalne naprężenie w karbie gwintu rolki przy ograniczeniu na maksymalne naciski kontaktowe na powierzchniach współpracujących gwintów. W celu poprawy efektywności metody optymalizacji przyjęto procedurę, która ma na celu zawężenie przestrzeni zmiennych.

References

[1] Abevi F., Daidie A., Chaussumier M., Sartor M., Static load distribution and axial stiffness in a planetary screw mechanism, Journal of Mechanical Design, 2015, Vol. 138, doi: 10.1115/1.4031859.
[2] Hojjat Y., Mahdi A.M., A comprehensive study on capabilities and limitations of rollers crew with emphasis on slip tendency, Mechanism and Machine Theory, Vol. 44, No. 10, 2009, 1887–1899.
[3] Jones M.H., Velinsky S.A., Dynamics and Efficiency of the Planetary Roller Screw Mechanism, Journal of Mechanisms and Robotics, 8(1), 2014, DOI:10.1115/1.4030082.
[4] Lisowski F., Analiza obciążeń oraz optymalizacja konstrukcji wybranych śrubowych przekładni planetarnych, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2015, ISBN 978-83-7242-865-3, (in Polish).
[5] Lisowski F., Optimization of a curvilinear thread profile in a planetary roller screw, Technical Transactions, 2-M/2015, 149–156.
[6] Lisowski F., Numerical computation of stresses and deformations in the planetary roller screw components, Technical Transactions, 2-M/2015, 141–148.
[7] Lisowski F. Ryś J., A methodology of designing the teeth conjugation in a planetary roller screw, Archive of Mechanical Engineering, Vol. LXIII, No. 4, 2016, DOI: 10.1515/
meceng-2016-0033.
[8] Lisowski F., The Analysis of displacements and the load distribution between elements in a Planetary Roller Screw, Applied Mechanics and Materials, 2014, 680, 361–364.
[9] Ryś J., Lisowski F., The computational model of the load distribution between elements in a planetary roller screw, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, Vol. 52, No. 3, 2014.
[10] Tong R.T., Guo H., Liu G., Yao Q., Elasto-plastic contact characteristics of the Planetary Roller Screw Mechanism, Proceedings of the International Conference on Power Transmissions 2016 (ICPT 2016), Chongqing, P.R. China, 27–30 October 2016, 181– 186, DOI: 10.1201/9781315386829-28,
[11] Tong Fu X., Liu, G., Ma, S., Tong, R., Lim, T.C., A comprehensive contact analysis of planetary roller screw mechanism, Journal of Mechanical Design, Vol. 139, Issue 1, 2017, Article number 012302.