Использование современного программного обеспечения для проектировании цепной передачи в металлорежущем станке (стр. 1 из 4)
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»
Институт КП МТО
Кафедра ТМ
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине «Металлорежущие станки»
Использование современного программного обеспечения для
проектировании цепной передачи в металлорежущем станке
Студент группы 5ТМб-1
К. Н. Мускин
Преподаватель
А.С.Хвостиков
2009
Содержание
1 Введение
2 Краткая характеристика цепной передачи
3 Альтернативный способ передачи крутящего момента от двигателя к входному валу станка
4 Методика, лежащая в основе программных вычислений
5 Принцип работы программы
6 Код программы
7 Заключение
1. Введение
Целью данного проекта была разработка программы, написанной в среде визуального проектирования Delphi 7.0, которая бы избавила пользователя, поставившего себе цель – спроектировать цепную передачу, от трудоемкого поиска методик расчета этой передачи в книгах и справочниках. Суть программы – определить типоразмер цепи и геометрическую характеристику звездочки по заданным пользователем условиям. В программе учтены многие переменные, влияющие на конечный выбор стандартного типоразмера цепи.
Почему именно Delphi? Ответ прост.
Delphi - представляет собой уникальную систему разработки, в которой технология высокопроизводительной оптимизирующей компиляции сочетается с визуальными средствами разработки и масштабируемым процессором баз данных. Это позволяет создавать эффективные приложения Windows, работающие с базами данных, в том числе и приложения для систем клиент/сервер. Разработанные с помощью Delphi приложения, могут функционировать под практически любой 32 разрядной операционной системой типа Windows 95, 98, 2000, NT, XP.
Delphi - среда быстрого создания приложений и на данный момент является самой популярной средой разработки.
Delphi обладает рядом преимуществ разработки:
Поддержка большого числа разнообразных технологий доступа к данным.
-Быстрота разработки приложения.
-Высокая производительность разработанного приложения.
-Hизкие требования разработанного приложения к ресурсам компьютера.
-Hаращиваемость за счет встраивания новых компонент и инструментов
в среду Delphi.
-Возможность разработки новых компонент и инструментов собственными средствами Delphi (существующие компоненты и инструменты доступны в исходниках)
-Удачная проработка иерархии объектов.
2. Краткая характеристика цепной передачи
Цепные передачи предназначены для передачи движения с заданными усилиями и скоростями. Они могут работать в широком диапазоне передаваемых мощностей (от 0,1 кВт до 5000 кВт), скоростей (до 35 м/с), передаточных отношений (до 10 ). Цепная передача состоит из ведущей и ведомой звездочек и цепи, охватывающей звездочки и зацепляющейся за их зубья.
Цепные передачи обладают рядом достоинств:
-возможность применения в значительном диапазоне межосевых расстояний (до 8 м);
-меньшие, чем у ременных передач, габариты;
-отсутствие скольжения;
-высокий КПД;
-малые силы, действующие на валы, отсутствие необходимости в большом начальном натяжении;
-возможность легкой замены цепи;
-возможность передачи движения нескольким звездочкам.
Однако цепные передачи не лишены недостатков:
-отсутствие жидкостного трения в шарнирах и, следовательно, неизбежный износ, существенный при плохом смазывании и попадании пыли и грязи (износ шарниров приводит к увеличению шага звеньев и длины цепи, что вызывает необходимость применения натяжных устройств);
-более высокие требования к точности установки валов, чем в клиноременных передачах, и более сложный уход - смазка, регулировка.
-скорость движения цепи, особенно при малых числах зубьев звездочек, не постоянна, что вызывает колебания передаточного отношения, хотя эти колебания небольшие.
- передачи требуют установки на картерах;
Цепи, применяемые в машиностроении, по характеру выполняемой ими работы подразделяют на две группы – приводные и тяговые. В металлорежущих станках применяются приводные зубчатые цепи вследствие обеспечения ими более плавной работы, меньшего шума, высокой кинематической точности и обладания более высокой надежностью из –за отсутствия роликов и втулок, а также благодаря тому, что разрыв одной пластины не приводит к разрыву всей цепи.
3. Альтернативный способ передачи крутящего момента от двигателя к входному валу станка
Здесь мы рассмотрим преимущества и недостатки другой механической передачи, способной выполнять ту же роль что и рассматриваемая нами цепная передача.
Ремённые передача
Механизм, осуществляющий передачу вращательного движения с помощью ремня, охватывающего закрепленные на валах шкивы. Ремень, являясь промежуточной гибкой связью, передаёт крутящий момент с ведущего шкива на ведомый за счёт сил трения, возникающих между натянутым ремнем и шкивами. В зависимости от типа используемых ремней Р. п. могут быть плоскоремёнными, клиноремёнными и круглоремёнными. Получают распространение ременные передачи с поликлиновыми ремнями, имеющими клиновые выступы на внутренней стороне. Плоские и круглые ремни используются, как правило, по одному в передаче, а клиновые — по несколько штук (обычно не более 6—8).
Плоскоремённые передачи просты и удобны, позволяют применять обычные шкивы с гладкой поверхностью, способны работать при высоких скоростях (40—50 м/сек и выше). Однако такие Р. п. имеют невысокое тяговое усилие, значительные габариты и сравнительно малое передаточное отношение (обычно до 5).
Клиноремённые передачи, обеспечивая повышенное сцепление ремней со шкивами, позволяют сократить межосевое расстояние, уменьшить размеры передачи и повысить передаточное отношение (до 10—15). Круглоремённые передачи используются редко, главным образом в приводах малой мощности (настольные станки, швейные машины и т. п.).
Получают распространение ремни из высокоэластичных и прочных синтетических материалов, узкоклиновые и зубчатые ремни. ременные передачи распространены в приводах с/х машин, электрогенераторов, некоторых станков, текстильных и других машин. Ременные передачи. применяют обычно для передачи мощности до 30—50 квт. Известны установки мощностью в несколько сотен и даже тысяч квт, в которых также использованы ременные передачи.
Ремённые передачи обладают как рядом достоинств, так и рядом недостатков.
Достоинства ременной передачи:
конструктивная простота
относительно малая стоимость
способность передавать мощность на значительные расстояния (до 15 м и более)
плавность и бесшумность работы, предохранение механизмов от перегрузки за счёт упругих свойств ремня и его способности пробуксовывать по шкивам.
Недостатки ременной передачи:
- короткий срок службы ремней
-относительно большие размеры
-высокая нагрузка на валы и подшипники-
-непостоянство передаточного отношения (из-за неизбежного проскальзывания ремня).
4. Методика, на которой основана программа
Основу вычислительной программы составляют ряд указаний и формул, предложенных книгой А.А. Готовцева и И.П Котенкова «Проектирование цепных передач». Программа представляет собой более систематизированную методику, нацеленную именно на расчет зубчатой цепной передачи.
В качестве исходных параметров пользователю необходимо определится с:
-передаточным отношением передачи, U;
-межосевым расстоянием, A (мм);
-диаметром ведущей звездочки, De (мм) (должен быть не меньше 68 мм);
Данные переменные позволят рассчитать максимально допустимый диаметр звездочки по следующей формуле:
и сравнить его с введенным пользователем диаметром ведущей звездочки. Если указанное пользователем значение будет превышать максимальное программа известит пользователя об этом, и попросит его перезадать значение.
-частотой вращения ведущей звездочки, n (об/мин);
Это позволит произвести расчет скорости движения цепи по формуле:
-режимом работы цепи;
-температурой окружающей среды;
-передаваемой мощностью
Данные параметры влияют на выбор коэффициентов, которые в свою очередь помогают определить коффициент эксплуатации, рассчитывающийся по формуле:
Значение скорости, определенное ранее позволит высчитать коэффициент, учитывающий снижение несущей способности цепи, из – за центробежных сил, для зубчатых цепей:
- максимально допустимой частотой вращения, nmax (об/мин);
Это позволит определиться с шагом цепи.
-числом зубьев ведущей звездочки;
Это необходимо, чтобы определиться с числом звеньев цепи:
где
И впоследствии мы найдем длину цепи:
Далее программа проведет проверку цепи по двум условиям
- условие плавности: