Министерство образования и науки РФ

Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет»

Политехнический институт

Кафедра "Автоматизированные станочные системы"

Троицкий Д.И. доцент, к.т.н.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по дисциплине

ЗАДАЧИ ИНЖЕНЕРНОГО АНАЛИЗА

Направление подготовки:

230100 Информатика и вычислительная техника

ПРОГРАММА подготовки:

23010012 Системы мультимедиа и компьютерная графика

Форма обучения – очная

Тула 2010 г.

Рассмотрено на заседании кафедры "Автоматизированные станочные системы"

протокол №1 от "31" августа 2010 г.

Зав. кафедрой________________А.Н. Иноземцев

Оглавление

1. Введение 5

2. Обзор технологий САПР 8

3. Понятия CAD, САМ и САЕ 13

3.1. Aвтоматизированное проектирование (computer – aided design – CAD) 13

3.2. Автоматизированное производство (computer – aided manufacturing – САМ) 13

3.3. Автоматическое конструирование (computer – aided engineering – САЕ) 14

4. Обзор программного обеспечения CAE (Computer Aided Engineering) 17

4.1. Лидеры рынка САЕ 18

4.2. Аппаратные средства 20

5. История развития CAE-систем 21

6. Основы прочностных расчетов 23

6.1. Этапы МКЭ 24

7. Основные понятия моделирОвания деформаций 26

8. Введение в МКЭ 32

9. Механические свойства материалов 46

9.1. Усталостная прочность 47

9.2. Твердость материала 48

9.3. Модуль Юнга 49

9.4. Модуль сдвига 49

9.5. Коэффициент Пуассона 50

9.6. Аускетики 51

10. Достоверность МКЭ 52

11. Матрицы в CAE-ситемах 56

12. Разреженные матрицы в FEM-анализе 60

13. Итерационные методы 64

14. Примеры расчета механизма 66

14.1. Кинематическая схема 66

14.2. Выбор электродвигателя 67

14.3 Определение общего передаточного числа зубчатого механизма 68

14.3. Определение минимального числа ступеней зубчатого механизма минимальной массы 68

14.4. Определение общего КПД привода 68

14.5. Определение потребной мощности зубчатого механизма 69

14.6. Разбивка общего передаточного числа по ступеням 69

14.7. Определение числа зубьев шестерни и колеса 69

14.8. Определение частот вращения, мощностей и крутящих моментов на валах 69

14.9. Расчет зубчатых колес на выносливость по напряжениям изгиба 70

14.10. Определение допускаемых напряжений 71

14.11. Определим модуль передачи 72

14.12. Геометрические параметры зубчатого зацепления 73

14.13. Выбор подшипников по номинальному минимальному диаметру вала 74

14.14. Проектный расчет валов 75

14.15. Проверочный расчет подшипников на статическую грузоподъемность 78

14.16. Проверочный расчет подшипников на динамическую грузоподъемность 78

15. Подшипники 79

15.1. Подшипники скольжения 79

15.2. Подшипники качения 81

15.3. Расчет (подбор) подшипников качения на долговечность 86

16. Зубчатые передачи 89

16.1. Эвольвентное зацепление 89

16.2. Зубчатые передачи с зацеплением M.Л. Новикова 91

16.3. Изготовление зубчатых колёс 92

16.4. Расчет зубчатой передачи 94

17. Валы и оси 98

17.1. Основные понятия 98

17.2. Расчет валов и осей 100

18. Резьбовые соединения 105

18.1. Прочность крепежа 106

18.2. Стопорение резьбового соединения 106

18.3. Момент затяжки 110

18.4. Расчет соединений в WinMachine 110

19. Пружины 113

19.1. Основные понятия 113

19.2. Расчет пружин 115

20. Список литературы 119