Введение

Проектирование редуктора традиционно используется для получения навыков проектирования, чтения чертежей и ведения конструкторской документации. Данное пособие ориентировано на применение компьютера и позволяет сгладить основной недостаток черчения - двухмерность. Более 150 лет работа конструктора состояла в переводе объемного представления о детали в проекцию на плоскость. Мало того, при изготовлении детали плоский чертеж воплощался в трехмерное изделие.

В последнее время недостатки такого подхода сильно сдерживают развитие техники. Например, нельзя спроектировать кузов современного автомобиля, где штампы настолько сложны, что исключают участие человека в проектировании. В таких случаях информацию нельзя отобразить на чертеже, и она содержится и обрабатывается в электронном виде.

Несмотря на то, что персональные компьютеры существуют всего 24 года, они широко применяются в области образования. В данном случае рассмотрено использование программы трехмерного моделирования для обучения проектированию механических передач.

1 СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа состоит из сборки редуктора, сборочного чертежа редуктора, деталей, чертежей деталей, спецификации и пояснительной записки. Документация хранится в электронном виде на сервере или на диске студента. Пояснительная записка содержит титульный лист, задание на проектирование, кинематический расчет, расчет межосевого расстояния, расчет размеров колес и валов. Выбор подшипников, муфт, шпонок, болтов и других стандартных деталей можно сделать по каталогам, приведенным в конце данного пособия.

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Рекомендуемая последовательность моделирования, возможно, не является оптимальной, но проверена на практике и всегда приводит к результату. Рассмотрим последовательность моделирования одноступенчатого цилиндрического редуктора с литым корпусом. Составим таблицу 1 общих параметров полученных после кинематического расчета.

Таблица 1

Наименование	Обозначение, размерность	Численное значение
				Для студента
Крутящий момент на колесе	, Нм	596
Межосевое расстояние	, мм	140
Модуль зацепления	, мм	2,5
Ширина колеса	, мм	50

2.1 Моделирование тихоходного вала

Принимаем ступенчатый вал, выточенный из проката. Для передачи момента используем призматические шпонки. Составим таблицу 2 размеров вала полученных в результате проектного расчета вала.

Таблица 2

Наименование, обозначение, размерность	Формула и числовая подстановка	Численное значение, мм
			Для студента
Диаметр вала под колесом, , (округляем до целых миллиметров)		53
Длина вала под колесом, ,		60
Диаметр борта, ,		57
Длина борта, ,	-	5
Диаметр цапфы, , (по каталогу подшипников легкой серии)		50
Длина цапфы, , (по каталогу подшипников легкой серии)	-	20
Длина вала под уплотнение,		50
Диаметр под муфту, , (по каталогу выходных цилиндрических концов)		45
Длина вала под муфту, , (по каталогу выходных концов)	-	82
Ширина шпонки под колесом, , (по каталогу шпонок в зависимости от )	-	16
Высота шпонки под колесом, , (по каталогу шпонок в зависимости от )	-	10
Высота паза на валу под колесом (по каталогу шпонок)	-	6
Высота паза в ступице под колесом (по каталогу шпонок)	-	4,3
Длина шпонки под колесом, , мм		44
Ширина шпонки под муфтой,	-	14
Высота шпонки под муфтой,	-	9
Высота паза на валу под муфтой (по каталогу шпонок)	-	5,5
Высота паза в ступице под муфтой (по каталогу шпонок)	-	3,8
Длина шпонки под муфтой,		54

Моделирование проводим в программе КОМПАС-3D 5.10^®. Пояснения всплывающих подсказок появляются через одну секунду после наведения курсора на кнопку. Рекомендуется читать подсказки. Вид окна при открытии программы на рисунке 1

Рисунок 1 – Вид окна при открытии программы

открыть окно детали из стандартной панели в верхней части экрана;

Фронтальная плоскость указание на плоскость эскиза в дереве (Рисунок 2);

Рисунок 2 – Указание на плоскость эскиза

начало редактирования эскиза;

Рисунок 3 – Начало редактирования

выбор инструмента ввод окружности в панели Геометрические построения;

Рисунок 4 - Инструменты для рисования и дерево построения

Указываем левой кнопкой мыши центр окружности в начале координат и задаем в окошке rad радиус вала под колесом 26,5 мм и нажимаем Enter и ввод.

Избегайте попадания курсора в область эскиза, поскольку это изменяет радиус.

Рисунок 5 - Эскиз для операции выдавливания

окончание редактирования эскиза;

в диалоговом окне расстояние выдавливания указать длину вала под колесом 60 мм и нажать Enter и создать;

Рисунок 6 - Эскиз для операции выдавливания

установка изображения в окне ориентация

Полученное изображение участка вала показано на рисунке 6;

Рисунок 7 - Начало моделирования вала

Наведите курсор на переднюю грань, и выделите ее левой кнопкой мыши.

начало редактирования эскиза;

выбор инструмента ввод окружности;

Указываем левой кнопкой мыши в центре окружности указанной грани, задаем в окошке rad радиус цапфы 25 мм и нажимаем ввод.

окончание редактирования эскиза;

в диалоговом окне указать расстояние приклеивания длину вала под уплотнение 50 мм и нажать ввод;

Наведите курсор на переднюю грань, и выделите ее левой кнопкой мыши.

начало редактирования эскиза;

выбор инструмента в панели «Геометрические построения»;

Указываем левой кнопкой мыши центр окружности в центре окружности указанной грани, задаем в окошке rad радиус вала под муфту 22,5 мм и нажимаем ввод.

окончание редактирования эскиза;

в диалоговом окне расстояние приклеивания указать длину вала под муфту 82 мм и нажать ввод;

нажать кнопку в стандартной панели. Поставить курсор на поле модели, и прижимая левую кнопку мыши повернуть деталь дальней гранью к себе.

Отменить команду поворота. Выделить грань, и создать на ней эскиз;

начало редактирования эскиза;

выбор инструмента в панели геометрические построения;

Указываем левой кнопкой мыши центр окружности в центре окружности указанной грани, задаем в окошке rad радиус борта 28,5 мм и нажимаем ввод.

окончание редактирования эскиза;

в диалоговом окне указать расстояние приклеивания длину борта 5 мм и нажать Enter и ввод;

начало редактирования эскиза;

выбор инструмента;

Указываем левой кнопкой мыши центр окружности в центре последней созданной грани, задаем в окошке rad радиус цапфы 25 мм и нажимаем ввод.

окончание редактирования эскиза;

в диалоговом окне расстояние приклеивания указать длину цапфы 20 мм и нажать ввод.

Рисунок 8 - Модель вала

На этом этапе основа вала создана и может быть сохранена в личной папке студента под именем «вал т». Не рекомендуется делать это без помощи преподавателя т.к. неправильное сохранение приведет к утрате детали. Продолжаем создавать модель вала. Под муфтой и под колесом необходимо вырезать шпоночные пазы для передачи крутящего момента.

Левой кнопкой мыши выделяем торец выходного конца вала.

создание эскиза поперечного сечения шпонки;

помещение эскиза в плоскость экрана для удобства рисования;

Используя выпадающее меню из верхнего списка выбрать средство автоматического создания эскизов путем проецирования указанной поверхности на плоскость эскиза. Для этого нажать

Операции: спроецировать объект

Показывая курсором на торец выходного конца, выделяем его, и эскиз принимает вид окружности синего цвета. Продолжаем эскиз шпоночного паза. В группе кнопок ввод вспомогательной прямой

находим кнопку вертикальная прямая, проводим прямую через центр окружности;

В той же группе выбираем

наводим курсор на вертикальную прямую, и выделяем ее мышью, затем в окошке dis указываем половину ширины шпонки под муфтой 7 мм, нажимаем на клавиатуре Enter и два раза нажимаем стрелку:

создаются две линии на расстоянии 7 мм по сторонам от вертикальной;

ставим точку на осевую линию эскиза, где будет проходить дно шпоночного паза;

Затем устанавливаем расстояние от центра окружности до этой точки:

небольшая кнопка на компактной панели в левом верхнем углу открывает простановку размеров на эскизе

задаем размер от центра до точки на оси

мм;

небольшая кнопка на компактной панели в левом верхнем углу открывает панель инструментов для геометрических построений;

ставим две точки на пересечении окружности торца и двух боковых линий;

проводим линию от боковой точки по линии, на среднюю точку, на боковую линию, на боковую точку. Так получаются очертания шпоночного паза. При этом построении следует внимательно следить за привязками выравнивания и выполнять их; Полученный эскиз паза имеет два контура что недопустимо, поэтому контур круглого ребра за пределами паза необходимо удалить, всего четыре дуги;

небольшая кнопка на компактной панели в левом верхнем углу открывает панель инструментов редактирования эскиза;

усекаем левую и правую дуги за пределами контура паза и две дуги в нижней части эскиза. Эскиз должен иметь вид как на рисунке 9;

Рисунок 9 – Эскиз паза на конце вала

закончить редактирование;

устанавливаем изометрию, для того чтобы увидеть объемное изображение;

кнопка показать все устанавливает масштаб по содержимому экрана;

вырезаем выдавливанием длину шпонки под муфтой 54 мм;

указать два вертикальных ребра в конце паза и задать радиус скругления, равный половине ширины шпонки 7 мм;

Полученная модель показана на рисунке 10

Рисунок 10 - Шпоночный паз на конце вала

Переходим к построению паза под колесом.

Фронтальная плоскость указание плоскости в дереве построения

небольшая кнопка в левом верхнем углу открывает панель вспомогательной геометрии;

в окошке dis указать половину длины вала под колесом 30 мм и создать объект

в дереве появилась пиктограмма плоскости: Смещенная плоскость 1

небольшая кнопка в левом верхнем углу открывает панель инструментов для построения детали. Указываем в дереве Смещенная плоскость 1 и

создаем новый эскиз на этой плоскости. Рекомендуется внимательно рассмотреть положение будущего эскиза, вращая деталь.

Устанавливаем ориентацию

нормально к плоскости эскиза

Используя выпадающее меню из верхнего списка выбрать средство автоматического создания эскизов путем проецирования указанной поверхности на плоскость эскиза. Для этого нажать

Операции: спроецировать объект и указать ребро диаметра под колесом. Эскиз примет вид синей окружности;

проводим ось через центр сечения;

выделив ось, проводим по ее сторонам две прямые на расстоянии половины ширины шпонки под колесом 8 мм и два раза нажимаем:

создать объект;

ставим точку на оси и две точки на пересечении окружности и параллельных прямых;

кнопка на компактной панели слева вверху:

задаем расстояние от оси вала до донышка паза мм;

кнопка на компактной панели слева вверху:

проводим контур паза в соответствии с привязками выравнивания. Полученный эскиз содержит два контура.

кнопка на компактной панели слева вверху:

удаляем четыре лишних дуги как при построении предыдущего паза;

Рисунок 11 - Эскиз шпоночного паза

окончание редактирования эскиза;

Вырезаем по половине длины шпонки в обе стороны:

в диалоговом окне задать два направления:

прямое направление: на расстояние 22:

обратное направление: на расстояние 22

Нажать Enter и создать.

радиус 8 указываем радиус равный половине ширины шпонки под колесом и показываем курсором на четыре вертикальных ребра по концам паза, нажимаем создать. Сохраняем модель под именем вал т.

Полученная модель показана на рисунке.

Рисунок 12 - Тихоходный вал