Компьютерный метод проектирования и анализа прочности цилиндрической передачи
Использование компьютерных технологий в машиностроении - процесс. который существенно сокращает сроки проектирования и создания конструкторской документации. Картина изолиний эквивалентных напряжений в зоне контакта зубьев цилиндрической передачи.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.11.2018 |
| Размер файла | 384,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Современные достижения науки и техники, возрастающая функциональность современных изделий требуют выполнения проектных работ большого объема. Требования к качеству проектов, срокам их выполнения оказываются все более жесткими в условиях конкурентной борьбы за потребителя. Решение проблемы возможно путем внедрения в практику инженерного конструирования методов и средств автоматизированного проектирования и анализа, которые базируются на современных достижениях физики, математики, вычислительной техники и теории проектирования.
Метод конечных элементов (МКЭ) является мощным, надежным и современным средством исследования поведения конструкций в условиях разнообразных воздействий. Программа ANSYS, использующая МКЭ, широко известна и пользуется популярностью среди инженеров, занимающихся решением вопросов прочности. Средства МКЭ ANSYS позволяют проводить расчеты статического и динамического напряженно-деформированного состояния конструкций, в том числе геометрически и физически нелинейных задач механики деформируемого твердого тела. Это позволяет решить широкий круг актуальных проблем трибологии технологических, энергетических и транспортных машин.
Первичными переменными, которые вычисляются в ходе конструкционного анализа в ANSYS, являются узловые перемещения. В дальнейшем, исходя из вычисленных перемещений в узлах сетки, определяются другие важные параметры: перемещение конструкции, напряжения, деформация, реакции и прочее.
Большие возможности в проектировании деталей машин дает применение различных программных комплексов, позволяющее оптимизировать конструкции, автоматизировать значительную часть процесса проектирования. Проектирование и конструирование - процесс творческий, многовариантный. Большинство конструкторских задач имеет несколько решений. Выбрать одно из них, оптимальное для данных конкретных условий по определенным критериям, - главная задача конструктора.
Использование компьютерных технологий в машиностроении существенно сокращает сроки проектирования и создания конструкторской документации. Конечно-элементное моделирование и анализ напряженно-деформированного состояния с целью определения опасных сечений и реконструкции этих зон значительно повышает качество и прочность деталей и механизмов в целом [1].
Использование ANSYS позволяет автоматизировать вычисление реакций в опорах и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов для дальнейшей проверки долговечности подшипников, определения прочности и жесткости вала. Картины изолиний напряжений и деформаций наглядно показывают концентраторы напряжений и опасные сечения конструкций [1].
Компьютерные технологии позволяют сократить сроки реализации технических проектов, увеличить вариативность методов решения проектного задания с целью выбора оптимального решения. Очень часто в рамках одного технического проекта сочетаются различные компьютерные CAD/CAM/CAE - технологии. Так, например, использование программы автоматизированного расчета ТММ2 позволяет в течении минуты определить геометрические параметры зубчатой передачи (рис. 1). Эти результаты далее являются исходными данными для моделирования и конечно-элементного анализа конструкции в программе ANSYS (рис. 2). Программные средства геометрического моделирования ANSYS позволяют достаточно просто построить эвольвенту зуба цилиндрической передачи, используя команды построения ключевых точек, сплайна, зеркального отображения и копирования. Таким образом, геометрическая модель зубчатой передачи (рис. 2), рассмотренной в данном проекте, стоится средствами препроцессора ANSYS и затем импортируется в модуль Workbench [2].
Рис. 1. Результаты расчета геометрических параметров зубчатой передачи в программе ТММ2
Рис. 2. Геометрическая модель цилиндрической зубчатой передачи
Создание конечно-элементной сетки (рис. 3), условий закрепления и нагружения модели выполнено с использованием ANSYS Workbench. Анализ напряженно-деформированного состояния созданной конструкции (рис. 4) позволяет выявить опасное сечение, по максимальным значениям напряжений определить запас прочности или сопоставить максимальное значение с предельным допускаемым значением напряжений.
Обеспечение прочности и жесткости деталей требует проведения высокоточных прочностных расчетов на этапе конструкторской разработки. Владение компьютерными технологиями повышает уровень качества объекта проектирования, сокращает время выполнения технического задания, обеспечивает возможность самоконтроля инженера при использовании различных методов проектирования.
Результаты решения задачи, позволили наглядно определить локализацию и величину максимальных эквивалентных напряжений (рис. 4), которые не превышают допускаемые значения. Выполненная работа позволила дать заключение о прочности цилиндрической зубчатой передачи.
Рис. 3. Конечно-элементная модель зубьев цилиндрической передачи
цилиндрический компьютерный конструкторский
Рис. 4. Картина изолиний эквивалентных напряжений в зоне контакта зубьев цилиндрической передачи
Список литературы
1. Проектирование деталей машин с использованием программы ANSYS: учебно-метод. пособие [Текст] / В.Н. Горелов, А.Н. Лукьянова - Самара. Самар. гос. техн. ун-т, 2011. - 70 с.
2. Моделирование контактного взаимодействия деталей: учеб. пособие [Текст]/А.Н. Лукьянова. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2012. -87с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Назначение и область применения цилиндрической прямозубой передачи. Расчет угловых скоростей валов. Выбор твердости, термообработки и материала колес. Расчет допускаемых контактных напряжений. Особенности параметров зубчатой цилиндрической передачи.
курсовая работа [467,7 K], добавлен 17.04.2011Конструктивные особенности и параметры цилиндрических и конических зубчатых передач. Насадной зубчатый венец. Скольжение зубьев в процессе работы передачи. Силы в прямозубой цилиндрической передаче. Критерии работоспособности закрытых зубчатых передач.
презентация [178,1 K], добавлен 25.08.2013Классификация зубчатых колес по форме профиля зубьев, их типу, взаимному расположению осей валов. Основные элементі зубчатого колеса. Расчет основных геометрических параметров цилиндрической зубчатой передачи. Измерение диаметра вершин зубьев колеса.
презентация [4,4 M], добавлен 20.05.2015Конструктивные размеры корпуса редуктора. Подбор муфты и шпонок. Основные параметры зубчатых колес. Расчет плоскоременной передачи. Проверка статической прочности валов, долговечность подшипников. Расчет на прочность тихоходной цилиндрической передачи.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.07.2015Расчет и нормирование точности зубчатой передачи. Выбор степеней точности зубчатой передачи. Выбор вида сопряжения, зубьев колес передачи. Выбор показателей для контроля зубчатого колеса. Расчет и нормирование точностей гладко цилиндрических соединений.
контрольная работа [44,5 K], добавлен 28.08.2010Расчет плоскоременной передачи, клиноременной передачи, цепной передачи, конической передачи, цилиндрической передачи, червячной передачи, кинематический расчет привода, расчет одно-двух-трех ступечатого редуктора, цилиндрического редуктора.
курсовая работа [53,2 K], добавлен 22.09.2005Крутящие моменты и угловые скорости валов редуктора. Проверка передачи по критерию контактной выносливости, зубьев колес на изгибную прочность. Расчет цилиндрической шевронной передачи быстроходной ступени. Выбор и проверка шпонок и шлицов на смятие.
курсовая работа [634,8 K], добавлен 11.07.2012Понятие и применение фрикционной передачи, ее конструкция, основные преимущества и недостатки, расчетная схема. Определение максимальной величины механического изнашивания на рабочих поверхностях колес открытой фрикционной цилиндрической передачи.
курсовая работа [528,4 K], добавлен 17.11.2010Выбор материала, назначение термообработки и твердости рабочей поверхности зубьев колес. Коэффициент полезного действия червячной передачи. Расчет цилиндрической зубчатой передачи. Конструктивная разработка валов. Подбор шпонок, сборка редуктора.
курсовая работа [211,9 K], добавлен 21.03.2014Выбор электродвигателя и кинематических параметров привода. Уточнение кинематических и силовых параметров двигателя и редуктора. Расчет цилиндрической зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений. Проверки долговечности и прочности подшипников.
курсовая работа [570,5 K], добавлен 06.09.2016Кинематическая схема привода. Коэффициент полезного действия редуктора. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений. Проверка зубьев на изгибную прочность. Угловая скорость ведомого вала. Выбор электродвигателя и кинематический расчет редуктора.
курсовая работа [272,5 K], добавлен 12.12.2012Кинематический расчет привода и его передаточного механизма. Определение допускаемых напряжений передачи редуктора. Расчет быстроходной и тихоходной косозубой цилиндрической передачи. Выбор типоразмеров подшипников и схем установки валов на опоры.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.05.2015Проектирование привода ленточного конвейера, расчет прямозубой цилиндрической передачи двухступенчатого цилиндрического редуктора. Расчет шестерни и колеса прямозубой цилиндрической передачи, быстроходного и тихоходного валов, болтовых соединений.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 08.02.2012Выбор электродвигателя и кинематический расчёт привода. Проверка зубьев передачи на изгиб. Расчёт 2-й зубчатой цилиндрической передачи. Конструктивные размеры шестерен и колёс. Выбор муфт. Построение эпюр моментов на валах. Технология сборки редуктора.
курсовая работа [145,3 K], добавлен 20.01.2011Редуктор, его назначение и конструкция. Расчет промежуточной и тихоходной прямозубой цилиндрической зубчатой передачи. Коэффициент запаса прочности в опасных сечениях. Передачи коническо-цилиндрического редуктора. Шпоночные соединения, муфты и смазка.
курсовая работа [558,3 K], добавлен 13.05.2009Кинематическая схема машинного агрегата. Выбор основных материалов зубчатых передач и определение допускаемых напряжений. Расчет закрытой цилиндрической передачи и проектирование клиноременной передачи открытого типа. Конструктивная компоновка привода.
курсовая работа [471,8 K], добавлен 26.12.2014Анализ проектирования брюк-галифе, требования к конструкции. Научная информация, патентная документация, модели аналогов. Технико-экономические требования, показатели качества проектирования изделия, стадии разработки, состав конструкторской документации.
курсовая работа [47,5 K], добавлен 25.04.2010Подбор электродвигателя для конвейера, требуемая мощность. Частота вращения приводного вала. Кинематический расчет цилиндрической зубчатой передачи. Суммарное число зубьев и угол наклона. Размеры заготовок колес. Проверка зубьев колес по напряжениям.
контрольная работа [74,6 K], добавлен 28.01.2012Выбор электродвигателя и кинематический расчет. Определение параметров передачи, Проверочный расчет на контактную и изгибную выносливость зубьев. Конструктивные размеры элементов редуктора. Вычерчивание редуктора, посадки деталей, выбор сорта масла.
дипломная работа [140,6 K], добавлен 12.03.2010Расчет цилиндрической зубчатой передачи, валов редуктора, открытой ременной передачи. Выбор смазки редуктора. Проверка прочности шпоночного соединения. Выбор типа корпуса редуктора и определение размеров его элементов. Выбор посадок зубчатых колес.
курсовая работа [1003,4 K], добавлен 21.10.2015
