2. 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 частот вращения электродвигателя: I – 1432 мин^-1; II – 960 мин^-1; III – 716 мин^-1.

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 червячного редуктора следует проанализировать влияние материала венца на суммарную массу m_c червяка и червячного колеса, массу m_ред редуктора, межосевое расстояние а_w, КПД, температуру t_M масла в редукторе. Наиболее целесообразным является вариант с возможно меньшей массой и большим КПД при допустимой температуре масла в редукторе, с оценкой целесообразности установки вентилятора на быстроходном валу и соразмерности редуктора и деталей, устанавливаемых на концах входного и выходного валов.

Рис. 2 Графики, отражающие влияние материала венца на массу червяка и червячного колеса, массу редуктора, межосевое расстояние и температуру масла.

В качестве оптимального следует выбрать вариант с меньшими массами и габаритами, а также невысокой температурой масла и высоким значением КПД. Для конструктивной проработки принят вариант 7.