Проектирование и проверочный расчет редуктора (стр. 8 из 10)

Механизм, согласно заданию, рассчитан на эксплуатацию в течение длительного периода при трехсменной работе и сравнительно полном использовании мощности привода.

6.2 Параметрическое описание объекта проектирования

Цвет – стальной;

Вес – 32 кг;

Изготавливается из стали различных марок:

· материал шестерни и колеса цилиндрической передачи сталь 45 улучшенная;

· материал крышки – сталь 45;

· материал корпуса – чугун;

Форма имеет сглаженные очертания, но есть выступающие наружу фланцы, ребра жесткости; на входе – муфта, на выходе – цепная передача.

Шумовые характеристики: работа редуктора должна быть без заеданий, толчков. Скрежет и вибрация недопустимы.

Температура: в нерабочем состоянии температура редуктора равна температуре окружающей среды, в рабочем состоянии повышается на 30-50°С.

Запах – масляной смазки.

6.3 Морфологическое описание объекта

Редуктор выполняет функцию передачи и преобразования момента, поэтому его можно представить в виде 3 узлов. Первый узел - это узел передачи момента от электродвигателя к редуктору. Второй узел – узел преобразования момента в самом редукторе. И третий узел – узел передачи момента на выходе.

Рассматривая каждый узел в отдельности можно представить редуктор как дерево элементов «И-ИЛИ», где каждой вершине «И» соответствует только одно возможное решений, а вершине «ИЛИ» несколько вариантов конструктивных решений. Дерево «И-ИЛИ» редуктора приведено на рисунке. На рисунке приведена укрупненная схема узла преобразования редуктора. Из построенного дерева «И-ИЛИ» выделим дерево решений, т. е. конструкционные элементы и узлы, соответствующие заданному редуктору. Граф «И» дерева решений представлен на рисунке.

6.4

Функциональное описание редуктора

Дерево «И» является графом связи элементов разрабатываемого редуктора. Номер узла показывает его положение на уровнях иерархии. Функциональное назначение деталей и узлов привода представим в виде таблиц. В таблице 1 привод представлен поэлементно с указанием функций выполняемых каждым конкретным элементом. В таблице 2 данные из таблицы 1 представлены в виде матрицы инцидентности, элемент матрицы равен 1, если элемент или деталь выполняет данную функцию и 0 в другом случае.

Таблица 1 – Функциональные назначения элементов редуктора

№	Наименование	Функции элемента
0	Привод к мельнице	Приведение мельницы в движение
1.1	Электродвигатель	Создает крутящий момент при заданной частоте вращения
1.2	Муфта	Передача крутящего момента от электродвигателя к редуктору
1.3	Редуктор	Уменьшение частоты вращения, повышение крутящего момента
1.4	Цепная передача	Передача движения от редуктора к мельнице
2.1	Ведущая полумуфта	Передача крутящего момента от электродвигателя к ведомой полумуфте
2.2	Ведомая полумуфта	Передача крутящего момента от ведущей полумуфты к редуктору
2.4	Корпус редуктора	Несущая конструкция для закрепления конструктивных элементов типа валов, подшипников и т. д.; служит для защиты передачи от внешней среды, является хранилищем смазки
2.5	Крышка редуктора	Защита передачи от воздействий внешней среды; препятствует разбрызгиванию масла во время работы
2.6	Валы	Передача крутящего момента от зубчатых колес, шкивов, полумуфт
2.7	Колеса	Передача моментов между валами; обеспечение требуемого передаточного отношения
2.8	Смотровая крышка	Для залива масла, контроля (визуального) редуктора при его эксплуатации
2.9	Маслоуказатель	Контроль уровня масла
2.10	Пробка	Слив масла, закрытие сливного отверстия во время эксплуатации редуктора
2.11	Подшипники	Восприятие нагрузок действующих на валы
2.12	Шпонки	Предотвращают проворачивание колес, муфт, шкивов, звездочек относительно вала
2.13	Прокладки	Используются для регулирования зацепления или перекоса подшипников
2.14	Манжеты	Защита от проникновения пыли и влаги
2.15	Крышки	Закрепление наружного кольца подшипников
2.16	Штифты	Фиксация взаимного расположения корпуса и крышки редуктора при его обработке, сборке эксплуатации
2.17	Болты	Соединение крышки и корпуса редуктора, крепление крышек подшипников, регулировка подшипников в осевом направлении, крепление редуктора к раме
2.18	Шайба	Фиксация болтового соединения
2.19	Ведущая звездочка	Передача крутящего момента от редуктора к ведомой звездочке
2.20	Ведомая звездочка	Передача крутящего момента к мельнице
2.21	Цепь	Передача крутящего момента на расстоянии

6.5 Описание жизни объекта

Редуктором называется передача, установленная в отдельной закрытой коробке, называемой корпусом, и служащая для снижения (повышения) угловой скорости и повышения (снижения) вращающего момента на ведомом валу по сравнению с валом ведущим; спроектированный мною редуктор предназначен для передачи момента к мельнице.

Данный объект на протяжении всей жизни функционирует следующим образом. Передача момента от двигателя к редуктору осуществляется при помощи муфты. Момент передается на входной вал. Вал-шестерня передает момент зубчатому колесу, для чего применяют призматические шпонки. Зубчатая передача состоит из зубчатого колеса и вала-шестерни. Зацепление происходит посредством зубьев. В зацепление зубья входят сразу по всей длине. После поворота ведущего колеса на величину торцевого шага по основной окружности в зацепление входит очередная пара зубьев и нагрузка передается по двум контактным линиям. При передаче крутящего момента в зацеплении кроме нормальной силы действует сила, связанная со скольжением. Под действием этих сил зуб находится в сложном состоянии. Решающее влияние на его работоспособность оказывают два основных напряжения: контактные и напряжения изгиба. Эти переменные напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев: поломка зубьев от напряжений изгиба и выкрошивание поверхности от контактных напряжений. С контактными напряжениями и трениями связаны также износ, заедание и другие виды повреждений поверхности зубьев.

Поверхностная термическая или термохимическая обработка, обеспечивающая высокую твердость рабочих поверхностей зубьев, приводит к существенному увеличению допускаемых контактных напряжений. В то же время допускаемые напряжения изгиба, определяемые в основном свойствами материала сердцевины зуба, мало изменяются.

На входном, выходном валах стоят шариковые однорядные подшипники. Они изготавливаются из высокопрочных подшипниковых сталей с термообработкой, обеспечивающей высокую твердость.

На выходе редуктора расположена звездочка.

7. Разработка ПМК для параметризации модели крышки подшипника

7.1 Формулирование целей проектирования и построение SADT диаграммы

При разработке программного комплекса главной целью ставится получение параметрической модели сквозной торцевой крышки подшипника. Размеры модели должны изменяться в соответствии с заданными параметрами модели. Построение модели должно быть осуществлено при помощи современной CAD системы SolidWorks, используя методы OLE Automation. Исходные данные к параметризации должны проверяться на логическое соответствие и геометрическую логику. Тестовые варианты должны заключаться в базе данных. База данных будет реляционной формата.dbf, разработанной в среде Paradox 7.0.

Покажем взаимодействие активностей программного комплекса как единой системы, используя методику SADT технологии.

Модель SADT объединяет диаграммы в иерархические древовидные структуры. В диаграмме выделяют несколько блоков, вместо одной громоздкой модели используются несколько взаимосвязанных моделей, что обеспечивает структуризацию системы.

Каждая сторона блока имеет своё назначение и показывает принципы функционирования блока:

· входы - преобразуются в выходы;

· управление - ограничивает и предписывает условия выполнения деятельности;

· исполнители - описывают, за счёт чего выполняются преобразования.

Дуги означают наборы предметов и сопровождаются текстом на естественном языке. Дуги могут соединяться и разветвляться.

Предметы состоят в четырех возможных отношениях с активностями (Вход, Выход, Управление, Исполнитель). Таким образом, стороны блока графически сортируют предметы, изображаемые дугами.

Размещение блоков на диаграмме производится по ступенчатой схеме в соответствии с их доминированием - влиянием одного блока на другой. Номера блоков проставляются обычно в соответствии с доминированием. Взаимовлияние проявляется в пересылке Выхода одной активности к другой - для дальнейшего преобразования, либо в выработке управляющей информации, которая предписывает, что должна делать другая активность.

При использовании SADT варианты диаграмм разрабатываются несколько раз для выбора лучшего.