Contribution à l’étude dynamique, lors du démarrage, de chaînes cinématiques a engrenages, entraînées par moteur électrique : Sous-titre eng
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The purpose of this thesis is the study of the dynamic torsional behaviour, during startup, of gear transmissions having a large flexibility extremal to the gearbox and driven by electrical motor. In order to achieve this, a transmission including an induction motor driving a reducer, a very flexible torsion bar, a step-up gearbox and a variable inertia, was realised and equipped with transducers allowing dynamic measures. A system of measure by optical encoders was specially developed to follow up the evolution of the difference between the input and the output of the reducer and the step-up gearbox. From this measures, the author analysed the dynamic phenomena observed during start-up : taking up play, teeth contact loss, natural frequencies, etc. . . These results will also be used to validate the simulation. A pro gram was developed to simulate the dynamic torsional behaviour of the transmission by taking the interaction between the electrical system and the mechanical system into account This pro gram is based on the model of the generalized electric machine, applied to the induction motors and coup led to a dynamic torsional model of the transmission. The calculation of the eigenvalue and the study of the modal sensitivity coincides with the experimental observations. The confrontation of the calculated responses with those measured shows up the necessity to take the backlash and the casing deformations into account The aim of the dynamic study is to know the influence of the transient state on the fatigue life of the gears. This effect is determined by braking op the load cycles according to the passage of the teeth and by applying the cumulative damage laws
Abstract FR:
L'objet de cette thèse est l'étude du comportement dynamique torsionnel, au démarrage, de chaînes cinématiques, présentant une grande souplesse externe au réducteur et entraînées par moteur électrique. A cette fin, une transmission comportant un moteur asynchrone entraînant un réducteur, une barre de torsion très souple, un multiplicateur et une inertie variable, a été réalisée et équipée de capteurs permettant des mesures dynamiques. Un système de mesures par codeurs optiques a été spécialement mis au point pour suivre 1' évolution de la différence de position angulaire entre 1' entrée et la sortie du réducteur et du multiplicateur. A partir de ces mesures, l'auteur analyse les phénomènes dynamiques observés au démarrage : rattrapage de jeu, saut de denture, fréquences propres, etc. . . Ces résultats seront également utilisés pour valider des calculs de simulation. Un programme de calcul a été mis en œuvre pour simuler le comportement dynamique en torsion de la transmission en tenant compte de l'interaction entre le système électrique et le système mécanique. Ce programme repose sur le modèle de la machine électrique généralisée, appliqué aux moteurs asynchrones et couplé à un modèle dynamique en torsion de la chaîne cinématique. Le calcul des valeurs propres et l'étude de sensibilité modale coïncident avec les observations expérimentales. La confrontation des réponses calculées avec celles mesurées met en évidence la nécessité de prendre en compte les jeux de denture et les déformations des carters. Le but de l'étude dynamique est de connaître l'influence des phases transitoires sur la tenue en fatigue des engrenages. Cet effet est déterminé en décomposant les cycles de charge en fonction du passage des dents et en appliquant les lois de cumul de charge.