К созданию универсальной методики расчета типовых изделий

Размещено на http://www.allbest.ru/

К созданию универсальной методики расчета типовых изделий

машиностроение эксперимент проектирование изделие

С.А. Щеглов, ассист.

(Сумский государственный университет)

Одним из методов проектирования типовых изделий машиностроения является расчёт по подобию, главным преимуществом которого является сокращение сроков и возможность автоматизации процесса проектирования. Наиболее наглядными примерами применения являются расчёты ременных, цепных передач и подбор подшипников качения.

В данной статье автор делает попытку представить универсальную методику расчёта типовых изделий, созданную на основе вышеуказанного метода и позволяющую работать как с теоретическими зависимостями, так и с данными, полученными в результате проведения экспериментов.

Сущность методики заключается в том, что любую аналитическую зависимость можно представить в виде

(1)

Эта же величина при заранее определенных (базовых) параметрах

, (2)

где А, В, С, … - параметры, влияющие на проектируемую величину Р; А0, В0, С0, … - базовые значения этих параметров; ?, ?, ?, … - показатели степени, которые могут быть положительными, отрицательными, целыми или дробными числами.

С учётом (1) и (2) можно записать

или , (3)

причём здесь ?Р?, ?Р0? - допустимые значения величины Р при проектных и базовых параметрах; - произведение корректирующих коэффициентов, т.е.

,

при этом n - количество проектных параметров.

В качестве примера практического применения рассмотрим расчет зубчатой цилиндрической передачи внешнего зацепления. Из формулы определения межосевого расстояния

,

где Т2 - вращающий момент на колесе; КН? - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба; ?ba - коэффициент ширины колеса; ???? - допускаемое контактное напряжение; u - передаточное число, после соответствующих преобразований получим

,

где коэффициенты

, ,

, , , .

Значения начальных (базовых) параметров принимаем следующие:

Ka0=4300, u0=4,0, T20=300 Н?м, KH?0=1,4, ??H?0=500 МПа, ?ba0=0,25.

Пределы изменения исходных величин:

, , , , .

Проведенные вычисления позволяют утверждать, что универсальная методика применима как к проектировочным, так и к поверочным расчетам. Результаты дают основание утверждать, что величина коэффициентов Ci изменяется в определенных пределах и влияет на величину в диапазонах, отраженных на семействе номограмм, построенных в логарифмических координатах (см. рисунок 1).

Рисунок 1 - Семейство номограмм, отображающих влияние исходных параметров на величину межосевого расстояния

В качестве примера рассчитаем косозубую цилиндрическую зубчатую передачу по ГОСТу 21354 и по новой методике. Значение базового параметра aW0=153,5 мм. Принимаем исходными данными коэффициенты шba=0,4, KHв=1,2, передача - косозубая. Результат проведенного расчета: межосевое расстояние aW=125 мм.

С применением новой методики

C1=1,0; C2=1,0; C3=1,0; C4=0,95; C5=1,0; C6=0,85,

aW=153,5·1,0·1,0·1,0·0,95·1,0·0,85=123,9 мм,

что при округлении до стандартного значения по ГОСТу 2185 дает aW=125 мм. Погрешность определения межосевого расстояния составляет ДaW=0,6%.

Расчет прямозубой передачи проведем при Ka=4950, u=6,3, T2=800 Н?м, KH?=1.2, ??H?=900 МПа, ?ba=0,315.

Имеем:

C1=1,15; C2=1,079; C3=1,39; C4=0,95; C5=0,68; C6=0,93.

aW=153,5·1,15·1,079·1,39·0,95·0,68·0,93=159,06 мм.

Применение стандартной методики дает значение aW=164,76 мм (ДaW=3,6%).

Анализируя полученные результаты, стоит отметить, что основными достоинствами методики является её наглядность, компактность и существенное сокращение сроков проектирования изделия. На примере расчёта зубчатой передачи при рассмотрении номограмм становится заметно, что наиболее весомое влияние на оказывают коэффициенты С2, С5 и С6, т.е. основными определяющими величинами при проектировании являются передаточное число, допускаемые напряжения и коэффициент ширины.

Список литературы

1. Тарабасов Н.Д., Учаев П.Н. Цепные муфты. Проектирование, изготовление и эксплуатация: Справочник. - М.: Машиностроение, 1987.

2. Снесарев Г.А. Оптимизация зубчатых редукторов// Вестник машиностроения.-М., 1985.-№9.

3. Гаспарян С.А. Оптимизация привода с цилиндрическим редуктором.- К.: Техника, Детали машин. - 1992. - №54.

Размещено на Allbest.ru