On flexible input shaft and flywheel interaction in high-speed machines

While some elasticity in the coupling shaft between the driving motor and the machine input is desirable for attenuating the effects of misalignment, impact, etc. it is important to understand the resulting kineto-elastodynamic response of the machine for better design of the input shaft. One reason a flywheel is frequently used is to minimize the perturbations in the desired input motion. The elasticity in the coupling shaft interacts with the inertia of the flywheel to cause fluctuations in the desired machine motion. An improper selection of system parameters could result in adverse vibrations. In the approach described herein, an analytical indeterminacy arises owing to the fact that the input shaft motion dictates the requisite driving torque, which in turn controls the torsional vibration of the shaft. An iterative approach is used to arrive at the steady-state response of a machine with an elastic driving shaft. Once the vibratory response is known, a parametric study is conducted that would aid in a better understanding and an optimal design of the input shaft and the flywheel. Parameters such as the angular twist per unit length and the frequency and damping ratios has been considered. Bien qu'une certaine élasticité dans l'arbre d'accouplement entre le moteur d'entrainement et l'entrée de la machine soit désirable afin d'amortir les effets de mauvais alignement, de choc, etc., il est important de comprendre la réponse cinéto-élasto-dynamique résultant de la machine pour un meilleur calcul de l'arbre d'entrée. L'une des raisons de l'utilisation fréquente d'un volant est de porter au minimum les perturbations dans le mouvement désiré d'entrée. L'élasticité de l'arbre d'entrée agit réciproquement avec l'inertie du volant pour produire des oscillations dans le mouvement désiré de la machine. Une sélection erronée des paramètres du système pourrait provoquer des vibrations nuisibles. Une imprécision analytique se produit dû au fait que le mouvement de l'arbre d'entrée dicte le couple d'entraînement requis, et ce dernier à son tour règle la vibration torsionnelle de l'arbre. Une approximation itérative est employée afin d'arriver à la réponse stable d'une machine avec un arbre d'entraînement élastique. Une fois que la réponse vibrationnelle est connue, une étude paramétrique est effectuée, afin d'aider dans l'obtention d'une meilleure compréhension et d'un calcul optimum de l'arbre d'entrée et du volant. Des paramètres tels que la torsion angulaire par