Анализ результатов расчета на эвм
При конструировании должны быть выбраны оптимальные параметры изделия, наилучшим образом удовлетворяющие различным, часто противоречивым требованиям: наименьшим массе, габаритам, стоимости; наибольшему КПД; требуемой жесткости, надежности.
Применение ЭВМ для расчетов передач позволяет произвести расчеты с перебором значений наиболее значимых параметров: способа термической обработки или применяемых материалов (допускаемых напряжений) и др. Необходимо выбрать оптимальный вариант.
В пакете прикладных программ ПДМ – проектирование деталей машин – расчет производят в два этапа. На первом этапе отыскивают возможные проектные решения и определяют основные показатели качества, необходимые для выбора рационального варианта: массу механизма, межосевое расстояние, материал венца колеса, коэффициент полезного действия. Анализируя результаты расчета, выбирают рациональный вариант.
На втором этапе для выбранного варианта получают все расчетные параметры, требуемые для выпуска чертежей, а также силы в зацеплении, необходимые для расчета валов и выбора подшипников.
Расчет зубчатых передач производят для нескольких сочетаний твердостей рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса, соответствующих способу термической обработки: I – улучшение шестерни и улучшение колеса; II – закалка ТВЧ шестерни и улучшение колеса; III – цементация шестерни и колеса.
В качестве критерия оптимальности наиболее часто принимают массу изделия. Масса характеризуют материалоемкость, она тесно связана с габаритами и трудоемкостью изготовления, а стоимость материала составляет значительную часть стоимости машины.
Выбор варианта выполняют с учетом следующих общих ограничений:
- возможности конструктивного решения выбранного варианта;
- дефицитности материалов;
- технологических возможностей производства (наличие соответствующего оборудования для зубонарезания; при высокой твердости материала колес необходимы отделочные операции: шлифование, притирка поверхностей зубьев);
- соразмерности узлов и деталей привода (электродвигателя, редуктора, ременной или цепной передачи, приводного вала и др.).
Под конструктивными ограничениями понимают прежде всего возможность изготовления зубьев шестерни и обеспечение необходимой прочности и жесткости быстроходного вала, возможность размещения в корпусе редуктора подшипников валов быстроходной ступени. Чем больше передаточное число редуктора и выше поверхностная твердость зубьев, тем труднее удовлетворить конструктивным ограничениям.
Для двухступенчатого
цилиндрического редуктора следует
проанализировать влияние способа
термообработки на массу
зубчатых колес, массу
редуктора, межосевое расстояние
,
диаметры
и
окружностей впадин зубьев шестерни и
колеса, окружную силу
в зацеплении.
При выборе рационального варианта необходимо отдать предпочтение варианту с меньшей массой, удовлетворяющему, кроме общих, дополнительным конструктивным ограничениям:
- диаметр шестерни должен удовлетворять следующему условию:
где
где
для цилиндрических передач
- должно быть обеспечено размещение в корпусе редуктора подшипников; между подшипниками валов должен быть размещен болт крепления крышки и корпуса редуктора;
- при смазывании
зацеплений погружением в масляную ванну
зубчатых колес обеих ступеней разность
должна быть по возможности меньшей при
выполнении условия
.
Рис. 2 Графики, отражающие влияние способа термообработки на массу зубчатых колес и массу редуктора, межосевое расстояние, диаметр впадин шестерни и окружную силу.
Для конструктивной проработки принят вариант 14.