Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


РАСЧЕТ ЗУБЧАТОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ В ПРОГРАММЕ AUTODESK INVENTOR



 

Прочностной расчет зубчатых передач связан с расчетом геометрии зацепления.

Рассмотрим проектирование прямозубого зацепления в программе Autodesk Inventor.

Задача

1. Создать модель зубчатого зацепления

2. Провести геометрический расчет

3. Провести прочностной расчет

4. Создать 3-D модель зубчатого зацепления

 

1. Выбрать Сборка обычная.iam ( мм)

 

2. Проектирование Цилиндрическое зубчатое зацепление → Генератор компонентов цилиндрического зубчатого зацепления (рис. 32).

 

 

Рис. 32. Окно Генератор компонентов

Дополнительные данные ( в нижней части окна ):

 

Входной тип: Поставить точки в окошках передаточное отношение, модуль

Зубчатое колесо 1

Коэффициент головки зуба: a*=1

Зазор: с*=0, 25

Скругление основания ножки зуба: rf*=0.35

Зубчатое колесо 2

Коэффициент головки зуба: a*=1

Зазор: с*=0, 25

Скругление основания ножки зуба: rf*=0.35

 

Общие ( верхняя часть окна )

Выбор модели: Межосевое расстояние

Требуемое передаточное отношение: 2

Угол профиля: 20 град

Общий коэффициент смещения: 0

Зубчатое колесо 1

Модуль – 5

Компонент

Количество зубьев – 51

Ширина грани 110

Зубчатое колесо 2

Компонент

Ширина грани: 110

 

Рассчитать

Для того, чтобы зацепление работало должно отсутствовать заострение, подрезание и интерференция (см. п. 4.3.)

 

Прочностной расчет зубчатого зацепления

 

Генератор компонентов цилиндрического зубчатого колеса → Расчет → открываеися окно расчета (рис. 33).

 

 

Рис. 33. Окно расчета

В верхнем окошке выбрать Bech (простая модель);

 

В окошке Нагрузка:

Зубчатое колесо 1

Мощность – 2, 2 кВт

Скорость 100 об/мин

Крутящий момент – считается автоматически (210, 085 Н× м)

КПД – 0, 98

Зубчатое колесо 2

Мощность – считается автоматически (2, 156 кВт)

Скорость - считается автоматически (50 об/мин)

Крутящий момент – считается автоматически (411, 766 Н× м).

В окошке Характеристики материалов:

Зубчатое колесо→ Материалы для зубчатого колеса → выбрать материал.

Если нужного материала нет, можно ввести его с механическими характеристиками (рис. 34) (нажать на кнопку с точками в строке Зубчатое колесо 1).

 

 

Рис. 34. Окно свойств материала

Добавление нового материала на основе существующего → выбрать схожий материал, а затем ввести изменения: констр → Материал (Сталь 45) → Стандарт (ГОСТ 1050) → Термообработка (закаленная, отпущенная) → Допустимое напряжение изгиба ( =340 МПа) → Модуль упругости (206000) → Коэффициент Пуассона (0, 3) → Описание (сталь конструкционная углеродистая качественная) → ОК.

Допустимое напряжение при изгибе - считается автоматически (340 МПа)

 

Рассчитат ь → OK → Именование файлов Всегда запрашивать имя файлов (галочка) → OK.

На экране появится модель зубчатого зацепления (рис. 35).

 

Рис. 35. Модель зубчатого зацепления

 

На дереве построения открыть папку Начало → выделить все → ПКМ Видимость (галочка) (рис. 36).

 

 

Рис. 36. Задание видимости

 

Начало → выделить YZ, XZ, XY→ ПКМ Автозамер (галочка). (рис. 37).

 

Рис. 37. Задание автозамера

Сбрасывается признак автоматического увеличения границ отображения рабочих плоскостей. Если убрать галочку, то рабочие плоскости будут небольшие и не будут загромождать модель. На рисунке автозамер не сброшен.

Накладываем зависимости

 

а) Совмещаем грань зубчатого колеса и плоскость координат.

Сборка → З ависимости → указывается боковая грань зубчатого колеса (перендикулярная оси колеса) и параллельная ей плоскость системы координат → П рименить (рис. 38).

 

 

Рис. 38. Совмещение грани зубчатого колеса и плоскости координат

 

б) Связь между зубчатым колесом и началом координат.

 

Выделить цилиндрическое зацепление ПКМ → - Несвязанные компоненты (галочка).

Сборка зависимости.

Указывается грань вершин зуба колеса 1 совместно с осью колеса 1 и ось системы координат параллельную оси колеса → П рименить (начало координат совмещается с осью зубчатого колеса 1) (рис. 39).

 

 

Рис. 39. Связь между зубчатым колесом

и началом координат

 

Зубчатое колесо 2 обкатывается вокруг колеса 1 (рис.40).

 

 

Рис. 40. Вращение колеса 2 вокруг колеса 1

 

Можно закрепить колесо 2.

Сборка Зависимости.

Совмещаем ось колеса 2 с плоскостью системы координат параллельной оси колеса 2 (рис. 41).

 

 

Рис. 41. Закрепление колеса 2

Сборка Зависимости → Устанавливаем опцию измерения текущего состояния между компонентами.

Устанавливаем фиксацию между осью колеса 2 и плоскостью перпендикулярной из начала координат (рис.42).

 

 

Рис. 42. Фиксация оси колеса 2

 

Теперь оси колес неподвижны при их вращении.

Зубчатое зацепление спроектированной передачи (рис.43).

 

Рис. 43. Спроектированное зубчатое колесо

 

 

Результаты расчета

 

Результаты расчета формируются автоматически. Отчет представляет из себя следующий файл.

 

Направляющая

Выбор модели - Межосевое расстояние

Выбор коэффициента смещения - Пользовательский

Тип расчета нагрузки - Расчет крутящего момента для указанной мощности и скорости

Тип расчета прочности - Проверка расчета

Метод расчета прочности - Bach (простая модель)

Общие параметры

Передаточное отношение i 2, 0000 бр
Требуемое передаточное отношение iin 2, 0000 бр
Модуль m 5, 000 мм
Угол наклона зуба β 0, 0000 град
Угол профиля α 20, 0000 град
Межосевое расстояние aw 382, 500 мм
Делительное межосевое расстояние a 382, 500 мм
Общий коэффициент смещения Σ x 0, 0000 бр
Окружной шаг p 15, 708 мм
Основной окружной шаг ptb 14, 761 мм
Угол зацепления α w 20, 0000 град
Коэффициент перекрытия ε 1, 8064 бр
Предельное отклонение параллельности осей fx 0, 0150 мм
Предельное отклонение параллельности осей     fy 0, 0075 мм

Зубчатые колеса

  Зубчатое колесо 1 Зубчатое колесо 2
Тип модели Компонент Компонент
Количество зубьев z 51 бр 102 бр
Коэффициент смещения x 0, 0000 бр 0, 0000 бр
Средний диаметр d 255, 000 мм 510, 000 мм
Наружный диаметр da 265, 000 мм 520, 000 мм
Диаметр впадин df 242, 500 мм 497, 500 мм
Основной диаметр окружности db 239, 622 мм 479, 243 мм
Начальный диаметр dw 255, 000 мм 510, 000 мм
Ширина грани b 50, 000 мм 50, 000 мм
Коэффициент ширины зубчатого венца br 0, 1961 бр 0, 0980 бр
Коэффициент высоты головки зуба a* 1, 0000 бр 1, 0000 бр
Зазор c* 0, 2500 бр 0, 2500 бр
Коэффициент радиуса переходной кривой rf* 0, 3500 бр 0, 3500 бр
Толщина зуба s 7, 854 мм 7, 854 мм
Тангенциальная толщина зуба st 7, 854 мм 7, 854 мм
Толщина хорды tc 6, 935 мм 6, 935 мм
Высота головки зуба по хорде ac 3, 738 мм 3, 738 мм
Размер хорды Вт 84, 755 мм 176, 890 мм
Зубья с размером по хорде zw 6, 000 бр 12, 000 бр
Размер между каркасами M 268, 335 мм 523, 524 мм
Диаметр проволоки dM 9, 000 мм 9, 000 мм
Предельное отклонение направления зуба Fβ 0, 0150 мм 0, 0150 мм
Допуск на радиальное биение Fr 0, 0290 мм 0, 0380 мм
Предельные отклонения осевого шага fpt 0, 0100 мм 0, 0110 мм
Пред.отклон. основного шага fpb 0, 0095 мм 0, 0100 мм
Виртуальное количество зубьев zv 51, 000 бр 102, 000 бр
Эквивалентный делительный диаметр dn 255, 000 мм 510, 000 мм
Виртуальный наружный диаметр dan 265, 000 мм 520, 000 мм
Виртуальный основной диаметр окружности dbn 239, 622 мм 479, 243 мм
Коэффициент смещения без уклона xz -0, 4931 бр -2, 0340 бр
Коэффициент смещения без подрезания xp -1, 9632 бр -4, 9462 бр
Коэффициент смещения допустимого подрезания xd -2, 1332 бр -5, 1161 бр
Коэф.высот.модиф.зуба k 0, 0000 бр 0, 0000 бр
Наружная толщина зуба sa 0, 7766 бр 0, 8079 бр
Угол профиля вершины зуба α a 25, 2799 град 22, 8357 град

 

Нагрузка

  Зубчатое колесо 1 Зубчатое колесо 2
Мощность P 2, 200 кВт 2, 156 кВт
Скорость n 100, 00 об_мин 50, 00 об_мин
Крутящий момент T 210, 085 Н м 411, 766 Н м
КПД η 0, 980 бр
Радиальная сила Fr 599, 722 Н
Окружная сила Ft 1647, 722 Н
Осевая сила Fa 0, 000 Н
цикл нагружения Fn 1753, 469 Н
Окружная скорость v 1, 335 м_с
Резонансная частота вращения nE1 2080, 115 об_мин    

Материал

  Зубчатое колесо 1 Зубчатое колесо 2
  сталь 45 сталь 45
Окончательный предел прочности растяжения Su 880 MПа 880 MПа
Предел текучести Sy 635 MПа 635 MПа
Допустимое напряжение при изгибе σ Ab 340, 0 MПа 340, 0 MПа

Расчет прочности

Результаты

Допустимая нагрузка Fall 17357, 299 Н 17357, 299 Н
Коэффициент прочности S 10, 534 бр 10, 534 бр
Проверка расчета Положительная

Краткие сведения о сообщениях

16: 33: 16 Модель: Количество зубьев пропорционально - снимки одних и тех же зубьев выполняются относительно регулярно 16: 33: 16 Расчет: Соответствие при подборе в процессе расчета!

 

 

Выводы

Выводы делаются на основании отчета.

1. Коэффициент перекрытия передачи . Допустимый – 1, 2. Плавность хода обеспечена.

2. Подрезание отсутствует. Зацепление внешнее, Z1=51, Z2=102.

3. Заострение вершины зуба присутствует т.к. < 0, 2 * m = 0.2× 5=1.

4. Резонанс отсутствует. Резонансная частота , частота вращения шестерни 1 .

5. Коэффициент запаса прочности , т. к. .

 


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-11; Просмотров: 3981; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.042 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь