Материал: m34700

36

2.2.3. Исходные данные и анализ результатов расчетов или конструктивно-технологических решений

Автоматизированный расчет по программам, реализующим алгоритм разработчика, предусматривает ввод исходных данных

вдиалоговом режиме и вывод на монитор результатов расчетов, которые полностью или частично могут быть распечатаны. Если

вучебных программах весь протокол может занимать одну – две страницы, то в САЕ - системах среднего уровня (например, APM WinMachine) результаты расчетов представляются в разнообразной форме, в том числе и демонстрируется анимация зацепления зубьев шестерни и колеса с целью оценки возможной интерференции, особенно для внутреннего зацепления. В учебных расчетах достаточно ограничиться просмотром всех результатов, а на печать вывести только исходные данные и результаты вычислений основных параметров передачи.

Впланетарной передаче ввод исходных данных для расчета на прочность пары центральное колесо – сателлит имеет ряд особенностей. Для вычисления вращающего момента, передаваемого одним зацеплением необходимо вращающий момент на входном валу разделить на число сателлитов и умножить его на коэффициент неравномерности распределения нагрузки по сателлитам. Значение его зависит от точности изготовления и числа сателлитов. При отсутствии компенсирующих устройств он равен 1,3...1,5, а при выполнении одного из центральных колес самоустанавливающимся, т. е. без радиальных опор (передача вращающего момента через соединение типа зубчатой муфты), при трех сателлитах его принимают 1,1...1,2.

Вслучае, если программой предусмотрен ввод вращающего момента на выходном валу передачи, то вычисленный указанным выше способом момент на входе необходимо увеличить в передаточное число раз, принимаемое равным отношению чисел зубьев сателлита к числу зубьев центральной шестерни. Это же значение передаточного числа вводится для расчета на прочность зубчатой пары. Числа зубьев всех колес планетарной передачи подбираются по специальным алгоритмам из условий соосности, соседства и сборки.

Частоты вращения всех колес уменьшают на величину частоты вращения водила (метод остановки водила). Так, частота

37

вращения одновенцового сателлита принимается равной частоте вращения солнечной шестерни минус обороты водила и деленное на отношение чисел зубьев сателлита к числу зубьев шестерни. За один оборот одновенцового сателлита происходит нагружение обеих активных поверхностей зубьев, поэтому расчет ведут, как при действии реверсивной нагрузки.

С целью приближения к оптимальному проектному решению целесообразно провести несколько вариантов расчетов, варьируя некоторые исходные данные (соотношение ширины и диаметра шестерни, материалы и термообработку, числа зубьев и т. п.). При необходимости после редактирования, распечатываются чертежи деталей с использованием имеющейся системы САD.

На каждом этапе расчетов необходимо обеспечивать соответствие параметров зубчатой передачи рациональным. Ниже приведены рекомендации для индивидуального и мелкосерийного производства.

*Материалы и термообработка:

сталь 45, 40Х, 40ХН, т. о. – улучшение.

*Ширина зубчатых колес по отношению к межосевому расстоянию:

0,30... 0,50 – при симметричном положении колес относительно опор,

0,25... 0,40 – при несимметричном,

0,20... 0,25 – при консольном; при оценке отношения ширины шестерни к ее диаметру указан-

ные значения необходимо умножить на 0,5 (u 1).

*Угол наклона зубьев в косозубых передачах 8...150, а в шевронных – до 450 .

*Модуль зацепления не менее 1 мм.

*Число зубьев шестерни:

17... 50 – в закрытых передачах и 17...25 – в открытых.

* Минимальное число зубьев назначают из технологических (неподрезание) и кинематических соображений (плавность работы и др.).

Можно ориентироваться на следующие значения минимального числа зубьев в зависимости от частоты вращения шестерни в оборотах в минуту:

39

Рис 2.5

2.2.4.Вопросы анализа производственных ситуаций

иконтроля знаний обучаемых

Пример вопроса и ответа 1. Как изменится нагрузочная способность (передаваемый

вращающий момент) закрытой цилиндрической зубчатой передачи, если ширину колес необходимо уменьшить в 1,2 раза, а термообработкой их твердость можно повышать так, что все допускаемые напряжения увеличатся в 1,1 раза?

Ответ

1)Критерии работоспособности и расчета:

Н Н ; формула 2.1, выбранная для анализа;

2) Из формулы 2.1 следует, что при уменьшении bw в 1,2 раза Т также уменьшится в 1,2 раза. При увеличении Нв 1,1 раза Т увеличится в 1,12 = 1,21. Следовательно, передаваемый вращающий момент окажется практически неизменным по условию прочности по Н.

3) Из формулы 2.2 следует, что при уменьшении bw в 1,2 раза Т уменьшится в 1,2 раза. При увеличении Fв 1,1 раза Т увеличится в 1,1 раза. Следовательно, Т уменьшится в 1,2/1,1 1,1 раза по условию прочности по F.

4) Общее заключение Нагрузочная способность уменьшится в 1,1 раза, если рас-

способность окажется неизменной.

Такой вариант ответа заслуживает оценки удовлетворительно. Более точный ответ требует оценки влияния на Т изменения неравномерности распределения нагрузки при уменьшении ширины колес (коэффициенты КН и КF ). В рассматриваемом случае при уменьшении bw уменьшаются КН и КF , что требует уточнить пункты 2 и 3 ответа, а следовательно, и общее заключение.

Очевидно, что нагрузочная способность уменьшится несколько меньше, чем в 1,1 раза. Такой вариант ответа заслуживает оценки отлично.

Приведенный вариант анализа полезен для оценки знаний обучаемого при свободном доступе ко всем видам литературных источников и конспектов. При использовании компьютерных программ результаты анализа могут быть представлены как документ для обоснования инженерного решения, в том числе при рассмотрении аварийных и других чрезвычайных ситуаций.

Примеры вопросов:

2. Во сколько раз изменится вращающий момент, который способна передать оптимально спроектированная закрытая косозубая цилиндрическая передача (все расчетные напряжения равны допускаемым), если ее основные размеры (модуль, диаметры