Comportement dynamique des trains planétaires et épicycloïdaux : conditions de contact instantanées et influence de sous-ensembles flexibles

= Dynamic behaviour of planetary and epicyclic gear trains : Instantaneous contact conditions and influence of flexible parts.

• Auteur / Autrice : Vincent Abousleiman
• Direction : Philippe Velex
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LaMCoS, Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Solides, UMR 5514 (INSA Lyon)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mécanique du contact

Modèles mathématiques

Dynamique

Engrenages

Mécanique appliquée

Résumé

Ces travaux, réalisés en collaboration avec la société Hispano-Suiza, visent à mieux prédire le comportement dynamique des trains planétaires et épicycloïdaux comportant des parties particulièrement déformables. Le modèle développé se caractérise par une approche hybride combinant des paramètres concentrés (solaire, satellites) et des modèles éléments finis tridimensionnels pour les composants les plus flexibles (couronne, châssis porte-satellites). Ces sous-structures sont condensées par une méthode modale pour la couronne et une méthode de modes contraints pour le châssis porte-satellites. La contribution des liaisons par engrenage est prise en compte via des éléments d’engrenages avec rigidités d’engrènement dépendantes du temps et éventuellement non-linéaires. Des corrections de forme et certains défauts de montage et de fabrication sont introduits. Les équations du mouvement sont intégrées par un schéma de Newmark couplé à un algorithme de contact permettant d’analyser les conditions de contact instantanées sur tous les engrènements. Les résultats montrent une influence certaine de la flexibilité de la couronne et du châssis sur le comportement statique (distribution de charge) et dynamique (vitesses critiques) des réducteurs

This work in co-operation with Hispano-Suiza is aimed at improving the prediction of the dynamic behaviour of planetary/epicyclic geared trains, especially for systems with very flexible parts. The proposed hybrid models combine classical lumped parameter representations (sun gear, planets) and three-dimensional finite elements models used for the most flexible components (ring gear, carrier). The large FE substructure models are reduced by means of a modal approach (ring gear) or a constraint mode method for planet carrier. Gear meshes are taken into account through specific gear elements based on time-dependent non-linear mesh stiffnesses. Shape deviations and some usual manufacturing and mounting errors have been introduced in the model. A time integration Newmark scheme is coupled with a normal contact algorithm which verifies instantaneous contact conditions on all gear flanks. The main results show that modelling ring gear and planet carrier as deformable bodies has a significant influence on static and dynamic behaviour of planetary gear sets.