» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
 » Все публикации автора

Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Декабрь, 2017 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №9 2017

Автор: Оселедец Виктор Александрович, бакалавр
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Параметрический режим как основа автоматизированного построения эпюр нагружения валов

Статья просмотрена: 188 раз

УДК 622.276:004.94

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ РЕЖИМ КАК ОСНОВА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПОСТРОЕНИЯ ЭПЮР НАГРУЖЕНИЯ ВАЛОВ

Оселедец Виктор Александрович

Магистрант 2 курса

Острицов Иван Владимирович

Магистрант 2 курса

Кадеров Хайдярь Кадерович

кандидат технических наук, доцент

Киреев Сергей Олегович

Доктор технических наук, профессор

Донской государственный технический университет (ДГТУ), г. Ростов-на-Дону

 

Аннотация. Рассмотрев подробно все этапы, которые необходимо выполнить при проектировании редуктора, можно отметить, что этот процесс долговременный, связанный с выполнением определенной последовательности расчетов и увязки основных элементов между собой (компоновки). Зачастую для достижения результата необходимо сделать некоторое количество итераций. Для решения данной проблемы в CAD-системах существует функции параметризации, использование, которых позволит значительно сократить время на создание эскиза / чертежа / модели любого редуктора.

Ключевые слова: параметризация, компоновочная схема редуктора, КОМПАС-3D, эпюры моментов нагружения валов.

 

В данной работе необходимо выполнить:

1.1 Выполнить параметризованный фрагмент эпюр изгибающих и вращающих моментов нагружения валов

1.2 Разработать алгоритм автоматизации управления указанными параметрами.

При условии:

2.1 Мощность на выходе P3=[…] кВт.

2.2 Частота вращения выходного вала привода n3=[…] мин-1.

Для решения данной задачи используем программу
КОМПАС-3
D [2].

1. Алгоритм:

а) В меню «Файл» открываем пункты – «Создать» / «Фрагмент», через вкладку «Вставить» добавляем заранее заготовленную эскизную компоновку редуктора и проставляем на нем в сечениях нагружения быстроходного вала вспомогательные линии, как показано на рисунке 1. 

Рис. 1. Построение вспомогательных линий

Далее с помощью отрезков со стрелками обозначаем силы, действующие на вал (отображенный основной сплошной линией) и реакции опор, и строим эпюру изгибающих моментов сначала без учета их величин – рисунок 2.

Рис. 2 Эпюра вертикальной плоскости

После выполнения этого, открываем окно переменных и начинаем проставлять формулы для расчета реакций опор и выставлять соответствующие размеры на самой эпюре с учетом масштабного фактора, т.к. значения реакций могут быть слишком большими и перекрывать компоновку редуктора. Пример показан на рисунке 3.

Рис. 3. Формулы для построения эпюры быстроходного вала

 

Далее приступаем к оформлению самой эпюры.

Рис. 4. Внешний вид эпюры вертикальной плоскости

Размер 68,17 получен благодаря произведению реакции опоры на плечо её действия и на масштабный фактор, равный 0,005. Данный размер предлагается убрать в невидимый слой, дабы не загромождать чертеж.

После построения начинаем приступать в эпюре горизонтальной плоскости. Данная эпюра будет иметь такой же вид, что и эпюра вертикальной плоскости, но будут отличаться значения. Начинаем с построения действия сил на быстроходный вал и сразу присваиваем наименованием силам и реакциям для удобства, после начинаем строить произвольной величины трапецию, как показано на рисунке 5.

Рис. 5. Горизонтальная плоскость эпюры

После того, как будет получена данная эпюра, приступаем к постановке размеров (рис. 6).

 

Рис. 6. Эпюра горизонтальной плоскости

Размер 187,28 получен благодаря произведению реакции опоры на плечо её действия и на масштабный фактор, равный 0,005. Данный размер предлагается убрать в невидимый слой, дабы не загромождать чертеж.

После проведения всех процедур и увязки размеров, можно задать размеры самим габаритам эпюр, чтобы они не перекрывали чертеж самого редуктора.

Если все правильно сделано и соблюдены все пункты, то получится следующая картина, показанная на рисунке 8.

Рис. 7. Эпюра моментов быстроходного вала

Теперь при изменении параметра потребляемой мощности Ppt редуктор будет менять свои размеры, а вместе с ним будет перестраиваться и эпюра быстроходного вала. (см. рис. 9)

Рис. 8. Перестроенная эпюра быстроходного вала

 

Аналогично строятся эпюры тихоходного вала, но с одним отличием – на тихоходном валу нужно дополнительно построить эпюру вращающего момента. Для этого строим произвольный прямоугольник и откладываем на нем размер равный параметру Т, после чего можно умножить его на произвольный масштабный фактор, как показано на рисунке 10.

 

 

Рис. 9. Внешний вид всех эпюр на тихоходном валу

 

После того, как нанесли все размеры, получается следующий чертеж, показанный на рисунке 10.

 

Рис. 10. Эпюры нагружения валов редуктора

 

Подобная автоматизация позволит экономить больше времени как для компоновочной схемы редуктора, так и для быстрого сбора необходимой технической документации, а также документации, необходимой для изготовления той или иной части редуктора [3]. Данная работа будет полезна как студентов технических ВУЗов, так и для инженеров-конструкторов при выполнении расчетов вала на прочность и определения опасных сечений.

В результате данной работы получили:

1) Фрагмент эпюр нагружения валов, позволяющий посредством варьирования исходных данных оптимизировать его основные кинематические и геометрические параметры.

2) Подробный алгоритм управления изображением и размерами редуктора станка-качалки и его составных частей внутри системы  КОМПАС-3D.

Использование возможностей автоматизированного проектирования позволит систематизировать все наработки за все годы производства редукторов в нашей стране, позволит проектировать и создавать компоновочные схемы любых модификаций редукторов, от уже имеющихся в разных типоразмерах, до создания новых модификаций.

При параметрическом проектировании инженер-конструктор получает следующие преимущества перед обычным режимом конструирования, т. к. параметризация позволяет:

– Экономить больше времени на создание рабочей компоновочной схемы/ чертежа/ модели;

– Многократно использовать один и тот же продукт при разных параметрах входной мощности;

– Производить силовой расчет, не применяя других программ;

– Присваивать индивидуальное имя каждому размеру;

– Задавать значения размерам формулами;

– Задавать объектам ограничения (перпендикулярность, параллельность и т.п.)

– Параметризация имеет язык функций (sin, cos, tan) и математических операций (floor, round, ceil и т.д.).  [1]

 



Список литературы:

  1. Компас-3D V16 / Руководство пользователя. Служба технической поддержки компании Аскон. – Режим доступа: https://support.ascon.ru/library/documentation/items/?dl_id=737 (Дата обращения 15.06.2017)
  2. Оселедец, В. А. Оптимальный подбор CAD - системы для создания компоновочной схемы редуктора станка-качалки в режиме параметризации / В. А. Оселедец, И.В. Острицов, С.О. Киреев, Х.К. Кадеров // Точная наука. – 2017. – № 10. – С. 116-120.
  3. Чередниченко, О. П. Графические системы как средство повышения качества инженерной подготовки студентов / О. П. Чередниченко, Х. К. Кадеров, С. Герасименко // Тенденции и перспективы развития современного научного знания: материалы X Междунар. науч.-практ. конф., 7 апр. / Ин-т стратегических исследований. – М., 2014. - С. 75-80.


Комментарии:

Фамилия Имя Отчество:
Комментарий: