Леликов О.П. Дунаев П.Ф. Детали машин. Курсовое проектирование

При выполнении расчетов передач редукторов с одновременным выбором электродвигателя вычисления проводят при различных частотах вращения валов электродвигателей одной и той же мощности. Масса т^ двигателя при этом тем меньше, чем выше частота вращения вала. Но необходимость реализации большего передаточного числа г/р^д приводит к увеличению массы т^^^

редуктора. Поэтому оптимальным является вариант с минимальной суммарной массой привода т^^^ =т^-\- Wp^^ . Поиск варианта с

наименьшей суммарной массой привода должен предусматривать выполнение перечисленных выше конструктивных ограничений для двухступенчатого редуктора.

При нескольких влияющих параметрах целесообразно проводить поиск оптимальных решений на ЭВМ с выдачей результатов в графическом виде на экране или на бумаге с помощью графопостроителя.

Рассмотрим программу оптимизации двухступенчатого редуктора, выполненного по развернутой схеме. В качестве варьируемого параметра рассматриваем распределение передаточных чисел между быстроходной и^ и тихоходной Uj ступенями при заданном общем передаточном числе г/р^д = и^щ редуктора. Изменение в распределении передаточных чисел между ступенями характеризуется отношением u^/uj .

В качестве критериев оптимальности примем:

426

который достигается при вполне определенном распределении передаточных чисел между ступенями. На рис. 17.2 приведены зависимости критериев L, А, V, Л/к от отношения u^/uj , полученные по результатам расчета двухступенчатого цилиндрического редуктора на сопротивление контактной усталости при следующих ис-

допускаемые контактные напряжения при расчете быстроходной и тихоходной ступеней [а]^^ = [а]^^ = 600 Н/мм^ Из анализа рис. 17.2 следует, что могут быть получены минимальные значе-

427

От передаточных чисел ступеней, в свою очередь, зависят размеры зубчатых колес, диаметр промежуточного вала, определяемый из расчета по передаваемому вращающему моменту. Поэтому следующей важной задачей является проверка возможности реализации варианта, выбранного по минимальному значению ка- кого-либо критерия, путем сопоставления получаемых расчетом результатов с принятыми конструктивными ограничениями.

В качестве конструктивных ограничений рассматриваются (рис. 17.5):

^пт

а

^if

1 ш.

Рис. 17.5

условие размещения подшипников валов быстроходной ступени (при необходимости с учетом расположения между ними болта соединения крышки и корпуса редуктора) - параметр АПБ;

условие размещения колеса быстроходной ступени - па-

раметр

428

условие размещения подшипников валов тихоходной ступени - параметр Ащ;

условие изготовления неврезной шестерни быстроходной ступени.

Последнее из перечисленных ограничений не является жестким. При исполнении программы пользователь информируется о получаемых размерах d\ и ^вь где dx - диаметр делительной окружности шестерни быстроходной ступени, d^i - диаметр входного (быстроходного) вала в месте расположения шестерни. При его согласии может быть принято конструктивное исполнение с врезной шестерней.

Допустимые значения параметров устанавливает пользователь, например: АПБ 15 мм; А^ = 10 мм; Ащ = 15 мм [Ап =

На рис. 17.6 показан характер изменения числовых представлений конструктивных ограничений в зависимости от распределения передаточных чисел (отношения w^/^T )• Из рис. 17.6 следует, что с уменьшением отношения и^/и^ (с уменьшением передаточного числа быстроходной ступени) проще удовлетворить конструктивные ограничения, связанные с размещением колеса быстроходной ступени (А^), а также подшипников валов тихоходной ступени (Апт), проще получить неврезное исполнение быстроходной шестерни {dx), но труднее выполнить условие размещения подшипников валов быстроходной ступени (АПБ), так как с уменьшением и^/и^ величина АПБ уменьшается.

шипников и не оказывает влияния на условие размещения колеса быстроходной ступени.

429

Рис. .

Ф22

Ф1д

т

ш

Рис. 17.7 (продолжение)

Работа по программе предусматривает поиск отношения u^/uj , соответствующего минимальному значению каждого из

четырех выделенных критериев (v^m.n, Мстт, ^тш, Утт), с последующей проверкой удовлетворения конструктивных ограничений.

Если для рассматриваемого критерия не обнаружено противоречия ни одному из ограничений, то конструктивная схема с минимальным значением критерия вычерчивается на графопостроителе, а на печать выводятся дополнительные сведения {и^, ,

размеры и масса колес и др.).

Если же не удовлетворяется любое из наложенных ограничений, то в этом случае выбирается конструктивная схема не с минимальным значением критерия, а с наименьшим возможным по условию удовлетворения лимитирующего (одного или нескольких) ограничения.

Масштаб изображения компоновочной схемы на графопостроителе задает пользователь. На рис. 17.7 приведены в качестве примера компоновочные схемы для следующих исходных данных:

17.3.Автоматизированное проектирование цилиндрических зубчатых колес

Для автоматизированного проектирования в среде AutoCAD цилиндрических зубчатых колес внешнего зацепления разработана система ПДМ-АСАО*, которая работает на ПЭВМ или на графстанциях типа IBM PC/AT.

Система автоматизированного проектирования зубчатых колес обеспечивает в интерактивном (диалоговом) режиме:

формирование геометрического образа колеса (конструирование);

выполнение эскизного или рабочего чертежа; сохранение результатов проектирования (создание банка

проектов).

• Система разработана совместно с В Г Хрящевым

432

тов с возможностью их раздельного проектирования, с необходимой типизацией и унификацией проектных решений. Основными элементами зубчатого колеса являются: зубчатый венец, диск, ступица, отверстие в ступице (рис. 17.8).

Процесс конструирования делится на этапы. Этап заканчивается созданием описаний, относящихся к одному элементу зубчатого колеса. Автоматизированной системой решаются задачи синтеза и анализа описаний.

При решении задач синтеза определяется состав каждого элемента и способ связи между отдельными элементами при выполнении тех или иных условий. При решении задач анализа оцениваются результаты конструирования (например, допустимость конструктивного исполнения, получаемого в соответствии с конкретными исходными данными).

Для удобства работы с системой проектирования в экранном меню содержится строка HELP вызова краткой справки о последовательности проектирования и назначении функций пользовательского меню.

Исходные данные могут быть введены в диалоге или переданы из расчетного пакета прикладных программ через файл данных. Участие пользователя проявляется в оценке результатов, выборе продолжений и корректировке хода проектирования.

433

ШШШЕИИ

i

S:

Рис. 17.10

434

отдерстий ; ^^^об -t^, ос/пальшх Щ /2

435