چکیده :

در این مقاله اندازه گیری و مدل سازی از نیروی محوری تولید شده به وسیله ی یک مفصل شناور پلوس اتومبیل انجام می شود. ساختار یک پلوس بدین گونه است که دار ای یک مفصل شناور در سمت گیربکس و یک مفصل ثابت کروی در سمت چرخ میباشد. هر دوی این مفاصل به وسیله ی یک شفت واسط به هم دیگر متصل میشوند. مفصل کروی به عنوان یک مفصل سرعت ثابت و بدون اصطکاک فرض شده است. مفصل شناور به علت حرکت شناور خود یک مفصل سرعت ثابت نیست ولی آن را به عنوان یک مفصل سرعت ثابت دارای اختلال مدل میکنند.برای دوری از حل عددی، تحلیل تقریبی برای معادلات سینماتیکی را بنا نهادیم.سپس نشان میدهیم که برای یک سرعت ورودی، اثر دینامیکی به علت مفصل شناور در مقابل اثرات استاتیکی قابل صرف نظر کردن است. در واقع یک مدل سینماتیکی معکوس با یک سرعت ثابت و یک گشتاور خروجی ثابت معرفی شده است. این مدل نیز با نرم افزار ADAMS بررسی شد. تمام نتایج با اندازه گیری های آزمایشگاهی مطابقت کامل داشت.اصطکاک کلومب بین غلطک ها و شیار های هوزینگ و بین غلطک ها و قسمت گردش غلطک ها روی سه شاخه پلوس مدل شده است.نیروی محوری در پلوس باعث ارتعاشات شدیدی در اتومبیل میشود و با مدل ایجاد شده میتوان این ارتعاشات را پیش بینی کرد و اثرات شعاع هوزینگ ،گشتاور ورودی، سرعت چرخش شفت و اصطکاک کلومب را بررسی کرد.

کلمات کلیدی:ارتعاشات مفصل شناور انتقال قدرت اتومبیل اصطکاک کلومب

.1 مقدمه:

یک سیستم انتقال قدرت در اتومبیل های دیفرانسیل جلو از سه بخش ساخته شده است : a یک مفصل شناور داخلی نزدیک به گیربکس با خاصیت شناور برای یک حرکت معلق b: یک مفصل ثابت شده خارجی نزدیک به چرخ که وظیفه ی اصلی آن فرمان پذیری است. c: یک شفت واسط بین دو مفصل.

مفصل کروی به خاطر وجود 6یا8 غلطک به این اسم معروف است. این مفصل یک مفصل سرعت ثابت (CVJ)،هر چند که زاویه مفصل به خاطر مفصل شناور ثابت نیست.مفصل سه شاخه ای (شکل2)شامل یک هوزینگ با سه شیار موازی با شفت ورودی و یک سه شاخه با سه ترینیون در فاصله ˚120 از هم دیگر عمود بر شفت ورودی است. چنین سیستم انتقال قدرتی نسبتا جایگزین سیستم انتقال قدرت کاردان سنتی که در سی سال گذشته استفاده می شد و دارای سرعت ثابت انتقال هم نبود،شده است. سیستم انتقال قدرت اتومبیل های با مفصلهای سه شاخه ای هم دارای سرعت ثابت نیست اما به خاطر انحراف کم آن ها ازسرعت ثابت روابط آن ها به صورت سرعت ثابت فرض میشود. بنا بر این رفتار دینامیکی آن ها میتواند از سیستم انتقال (cv) فرض شده،بنا نهاده شوند. اختراع مفصل سه شاخه ای در سال 1910 بود و کم کم به خاطر قابلیت انتقال چرخش در سرعت تقریبا ثابت و همچنین دوام و مقاومت بالاتر و بازده در هزینه ها ، جایگزین مفصل کاردان شد.

ارزیابی های اخیر در طراحی مفصل سه شاخه ای باعث کاهش ارتعاشات اتومبیل از طرف سیستم انتقال قدرت شده است.دو مشکل اساسی پلوس که یکی از آن ها ارتعاش به دلیل نیروی محوری (R3) تولید شده به وسیله سه شاخه پلوس و دیگری گشتاور های انحرافی تولید شده ممکن است به نوسانات ناخواسته همراه با ارتعاشات موتور منجر شود. برای کم شدن این ارتعاشات باید کیفیت روغن کاری بین سه شاخه و هوزینگ را بهبود بخشیم.

مقالاتی که روی پلوس کار کرده اند زیاد نیست. در اولین کار از Durum [1]دستگاه های مختصات برداری در صفحه ی سه شاخه پلوس را توصیف کرده بود. Orain [2]سیستم دینامیکی و سینماتیکی از سه شاخه پلوس را ارائه داد. بعدا AkbilوLee [3,4] روی سوال مربوط به سرعت طبیعی از سه شاخه پلوس بحث کردند. Pandrea [5] بر روی خاصیت اصلی پلوس روی (CVJ )کار کرد و نشان داد که شفت را باید در یک جهت ثابت نگه داشت و این کار نیازمند این است که طول شفت محدود باشد. Baron [6]و Hayama و دیگران[7]نشان دادند که ارتعاشات به علت نیروی محوری تولید شده به وسیله ی سه شاخه پلوس است. Mario و دیگران [8]نشان دادند که ارتعاشات به دلیل اصطکاک کلومب بین هوزینگ و غلطک ها است. به دلیل محدودیت های صنعتی اندازه گیری های آزمایشگاهی کمی وجود دارد . Birman [9]بعضی از نتایج آزمایشگاهی را نشان داد. Serveto و دیگران [10]دو نقطه ی تماس بین غلطک و هوزینگ شبیه سازی کردند و با نرم افزار ADAMSآن را با مدل تحلیلی خود مقایسه کردند. Young و دیگران [11]علاوه بر روشهای عددی و آزمایشگاهی برای نیروی محوری در پلوس با استفاده از اجزای محدود،غلطک ها و هوزینگ و سه شاخه پلوس را تحلیل کرده و نقاط بحرانی آن ها را پیدا کرده و دوام آن ها در نقاط تماس تخمین زدند.