Файл: Н.Г.Степанова Кинематический расчет с применением ЭВМ.pdf

1

Введение

Предметом курсового проектирования при изучении общетехнической дисциплины «Детали машин» являются приводные установки общего назначения с электроприводом и механическими передачами различного вида, призванные выполнять ряд функций, основными из которых являются:

1) преобразование скорости на рабочем органе;

2)преобразование вращающего момента;

3)изменение траектории, направления или плоскости движения;

4)при необходимости - регулирование скорости и предохранение от перегрузок.

Кинематический расчет, как один из первых и основных этапов проектирования привода, включает в себя определение общего передаточного отношения и его разбиение по ступеням, а также выяснение величин частот вращения, передаваемых мощностей и вращающих моментов на валах привода [1].

По ряду причин преобразование движения в одной механической передаче (ступени), характеризуемое передаточным отношением, ограничено. При условии многократного преобразования движения, т.е. при многоступенчатом приводе, его масса и габариты зависят от того, как распределено передаточное отношение по ступеням.

Для предусмотренных в приводных установках редукторов, содержащих зубчатые передачи, проблема рационального распределения передаточного отношения по ступеням имеет особое значение, поскольку от этого зависит благоприятность условий смазки погружением зубчатых колес в общую масляную ванну [2].

При определении в процессе кинематического расчета частот вращения валов привода, передаваемых мощностей и вращающих моментов на валах создаются исходные данные для дальнейших проектных расчетов механических передач, входящих в привод.

Настоящие методические указания содержат краткое описание теоретических основ, а также алгоритма и порядка работы с программой автоматизированного кинематического расчета для привода общего назначения и адресованы студентам, освоившим методику ручного расчета и желающим ознакомиться с основами САПР при конструировании.

2

1. Теоретические основы кинематического расчета

При выполнении кинематического расчета общее передаточное число привода определяется по формуле

uобщ = nпасп , nпр

где nпасп - паспортная частота вращения двигателя, об/мин; nпр - частота вращения приводного вала, об/мин.

В случае многоступенчатого привода полученное значение uобщ разбивается по ступеням согласно рекомендациям. Так, передаточные числа быстроходной uБ и тихоходной uТ ступеней двухступенчатых редукторов, определяют по соотношениям [3], приведенным в таблице.

Таблица

3

Частота вращения ni любого вала привода определяется из частоты вращения предыдущего вала ni-1 по формуле

где ui-1,i - передаточное число механической передачи, находящейся между валами. Для 1-го (ведущего) вала подставляется n0 = nпасп - паспортная частота вращения двигателя.

Передаваемая мощность Pi на любом валу привода определяется из мощности на предыдущем валу Pi-1 по формуле

m

Pi = Pi-1 ki-∏1,i = 1η ki-1,i , кВт,

m

где ∏ = η ki-1,i - произведение частных коэффициентов полезного дей-

ki-1,i 1

ствия m отдельных звеньев кинематической цепи, находящихся между

где Pi - мощность на валу, кВт; ni - частота вращения вала, об/мин.

2. Описание программы

Алгоритм автоматизированного кинематического расчета привода содержит следующие программные блоки.

Ввод исходных данных. В качестве таковых в программе вводятся: а) тип привода; б) тип редуктора, используемого в приводе;

в) паспортная мощность двигателя Pпасп, кВт;

г) требуемая мощность на валу двигателя Pдв' , кВт;

д) паспортная частота вращения двигателя nпасп, об/мин; е) частота вращения приводного вала nпр, об/мин.

Расчет и вывод на печать результатов: частот вращения валов ni,

мощностей на валах Pi, вращающих моментов Ti.

Предлагаемый алгоритм расчета имеет следующие ограничения:

4

а) с учебной целью предусматривается кинематический расчет для типов приводов, используемых наиболее часто в курсовом проектировании по курсу «Детали машин»;

б) предусмотренные алгоритмом типы редукторов ограничиваются наиболее часто используемыми кинематическими схемами;

в) разбиение общего передаточного числа по ступеням, а также ограничение передаточных чисел предельными значениями производится в алгоритме согласно рекомендациям, изложенным в [3].

3. Работа с программой

Программа выполнена в виде программного приложения, функционирующего в среде Windows 9x.

Диалоговый режим при работе с программой организуется с помощью окон, в которых требуемый раздел выбирается системой меню. После ввода данных или получения результатов программе должна сообщаться информация о продолжении работы или ее прекращении.

3.1 Запуск программы

Непосредственно после запуска программы открывается главное окно, которое помимо заставки содержит следующие пункты меню:

-«Справка» - выбор данного пункта приводит к выводу окна с кратким описанием назначения программы;

-«Расчет по параметрам» - выбор данного пункта приводит к вводу исходных данных и расчету;

-«Результаты расчета» - отражает результаты, если расчет уже проведен;

-«Выход» - для окончания работы программы.

3.2 Пункт меню «Расчет по параметрам"

При выборе этого пункта меню последовательно осуществляются следующие действия:

а) в открывшемся окне «Параметры привода» (рис. 1) с помощью групп зависимых переключателей указывается тип привода. После указания нажимается кнопка «Дальше», в случае отказа от ввода - кнопка «Выход»;

б) в открывшемся после нажатия кнопки «Дальше» окне «Редуктор» (рис. 2) с помощью дерева выбора указывается тип

5

Рис. 1. Указание типа привода в окне «Параметры привода»

Рис. 2. Указание типа редуктора в окне «Редуктор»

6

Рис. 3. Ввод данных в окне «Кинематические параметры»

Рис. 4. Окно сообщения о результатах расчета

редуктора, используемого в приводе. После указания нажимается кнопка «Дальше», в случае необходимости возврата к предыдущему окну - кнопка «Назад», в случае отказа от ввода - кнопка «Выход»;

в) в открывшемся окне «Кинематические параметры» (рис. 3) осу-

ществляется ввод в текстовые поля значений Pпасп, P’дв, nпасп, nпр. После ввода нажимается кнопка «Дальше» и осуществляется расчет, в случае

необходимости возврата к предыдущему окну - кнопка «Назад», в случае отказа от ввода - кнопка «Выход».

7

3.3 Пункт меню «Результаты расчета»

Результаты автоматизированного кинематического расчета привода можно просмотреть как после нажатия кнопки «Дальше» в окне «Кинематические параметры», так и при выборе соответствующего пункта главного меню. В этих случаях в пределах главного окна открывается окно сообщения (рис. 4), в котором в табличном виде содержатся рассчитанные значения частот вращения валов, мощностей на валах и передаваемых вращающих моментов. По желанию пользователя полученные результаты могут быть отправлены на печать.

3.4 Пункт меню «Выход»

Выбор данного пункта меню позволяет пользователю либо закончить работу с программой, либо возобновить расчет с новыми исходными данными.

Рекомендуемая литература

1. Приводы машин: Справочник / Под общ. ред. В.В.Длоугого. - Л.: Машиностроение, 1982. - 384 с.

2.Иванов М.Н. Детали машин. - М.: Высш. шк., 1998. - 383 с.

3.Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П.Ф.Дунаев, О.П.Леликов. - М.: Высш. шк., 1985. - 416 с.

8

Составители

Надежда Гавриловна Степанова Олег Владиславович Любимов

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ

Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу «Детали машин» для студентов направлений 551400, 551800, 552900 специальностей 150200, 120100, 120200

Редактор З.М.Савина

ЛР № 020313 от 23.12.96

Подписано в печать 04.11.00. Формат 60× 84/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд.л. 0,50. Тираж 50 экз. Заказ .

Кузбасский государственный технический университет. 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография Кузбасского государственного технического университета. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4а.