21.6.3 Расчет зажимного соединения

Входные данные: требуемый крутящий момент: M_k = 40 фунтов-фут, зажимной коэффициент:  = 0.08, тип нагрузки: статическая, диаметр вала: d = 1 дюйм, длина ступицы: L = 1,5 дюйма, количество зажимных болтов: i = 4, материал: сталь сорта 37.

1. В диалоговом окне ускорителя проектирования:

   1. в панели инструментов выбрать мышью Стандарты/ANSI

   2. в левой панели выбрать Механические калькуляторы и в правой панели дважды щелкнуть по кнопке Зажимное соединение

2. В списке Тип зажимного соединения в окне Вид соединения выбрать тип Снятая ступица

3. В главном окне в зоне:

   1. Нагрузка ввести Крутящий момент = 40

   2. Размеры ввести Диаметр вала = 1

   3. Свойства болтов ввести Количество болтов соединения = 4

   4. Свойства соединения щелкнуть мышью по кнопке рядом с полем редактирования Материал и выбрать материал и тип нагрузки из базы данных. Ввести зажимной коэффициент = 0,08

4. Нажать на Рассчитать с целью проверки прочности зажимного соединения. Оптимальная длина ступицы определяется на основе минимальной длиной ступицы, прочности соединения, значений давления и осевой силы в болтах

5. Нажать на Готово, чтобы открыть диалоговое окно Вставка

6. В диалоговом окне Зажимное соединение нажать Создать с целью вставки соединения в Inventor.

21.7 Калькулятор тормоза

Калькулятор позволяет проектировать и рассчитывать конусный, дисковый, колодочный и ленточный тормоза. Вычисляется тормозной момент, силы, давления, основные размеры, необходимое время и обороты для остановки. Учитывается только постоянный тормозной момент.

21.7.1 Формулы для расчета

Входные параметры

• номер тормоза (поверхности тормозов): N

• начальная скорость: n₀

• конечная скорость: n₁

• начальная энергия E

Расчетные параметры

• расчет момента T = 0,5 D_e F_t

где F_t =F_n f-сила трения, F_n-нормальная сила, f-коэффициент трения, D_e-эквивалентный диаметр: -для конусных и дисковых тормозов, для других

• расчет давления

где S=NbL - поверхность тормоза, b - ширина, L=0,5D_s - длина,  - угол, D_s - средний диаметр, для конусных и дисковых тормозов D_s = 0,5 (D + D₀), для других D_s = D

• грубая проверка нагрева тормоза pv(pv)_max, где v=Dn₀/60-начальная окружная скорость

• расчет времени торможения , где -сокращенный момент инерции, -скорость/обороты [рад/с]

• число оборотов до остановки

• энергия рассчитывается как сумма кинетической энергии движения и вращения тормозной массы , где m- масса, v-скорость, l-момент инерции, -обороты/скорость [рад/с]

21.7.2 Главное окно

В главном диалоговом окне Генератора тормоза для конусных, дисковых, колодочных и ленточных тормозов осуществляется расчет тормозного момента, значения силы и давления, основных размеров и необходимых для останова оборотов и времени.

• Силы – зона, в которой вводятся параметры. Список параметров ввода зависит от настроек, заданных в диалоговом окне Вид соединения

  • Коэффициент трения – задание коэффициента в текстовой строке или выбор коэффициента в таблице

  • Тормозной момент - тормозной момент

  • Входное усилие- значение входного усилия, воздействующего на тормоз

  • Наружный диаметр - наружный диаметр

  • Внутренний диаметр - внутренний диаметр

  • Коэффициент трения - расчетное значение коэффициента трения

• Изображение - схема выбранного тормоза

• Давление – зона, в которой задаются параметры, зависящие от настройки диалогового окна Вид соединения

  • Число тормозов - значение числа тормозов

  • Ширина - значение ширины тормоза

  • Длина луча - значение длины луча

  • Длина дуги - значение длины дуги

  • Область трения - расчетное значение области трения

  • Д авление торможения (макс.) - расчетное значение давления торможения. Ввести значение максимально допустимого предела во второе поле. Нажать на стрелку рядом с окном Давление торможения с целью выбора коэффициента трения, давления торможения и других значений в таблице

  • Давление торможения - скорость (макс.) - расчетное значение давления торможения, помноженного на Скорость. Ввести значение максимально допустимого предела во второе поле

• Энергия – зона, в которой задаются значения

  • Начальная скорость - значение начальной скорости элемента торможения.

  • Исходная скорость - значение исходной скорости

  • Конечная скорость - значение требуемой конечной скорости

  • Начальная энергия - значение начальной энергии. Нажать на стрелку в поле Начальная энергия в диалоговом окне Начальная энергия с целью ввода параметров и расчета начальной энергии

    • Энергия вращения – зона, содержащая текстовые поля:

      • Момент инерции - значение момента инерции элемента торможения.

      • Обороты - значение числа оборотов элемента торможения.

      • Энергия вращения - значение энергии вращения

    • Кинетическая энергия – зона, содержащая текстовые поля:

      • Масса - значение массы элемента торможения.

      • Скорость - значение скорости элемента торможения.

      • Кинетическая энергия - вычисленное значение кинетической энергии

      • Начальная энергия - вычисленное значение начальной энергии

  • Момент инерции - расчетное значение момента инерции.

  • Время торможения - значение времени торможения.

  • Количество оборотов при торможении - расчетное значение количества оборотов при торможении.

Тип тормозов выбирается в диалоговом окне Вид соединения. Здесь определяется, какие параметры являются параметрами ввода, и какие параметры вычисляются.

• Тип тормоза - тип тормоза для расчета

• Сила - параметры ввода и вывода

• Давление - параметры ввода и вывода

• Длина - параметры ввода

• Энергия - параметры ввода и вывода.