Расчет и проектирование конического редуктора в модуле АРМ Drive Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.81.001.66

В. А. Лашков, С. Г. Кондрашева, Р. Р. Халимбаев

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА В МОДУЛЕ АРМ DRIVE

Ключевые слова: автоматизированное проектирование, конический редуктор, система АРМ Win Machine,

Модуль APMDrive, оптимизация.

В графическом редакторе модуля АРМ Drive системы АРМ Win Machine разработана конструкция конического редуктора. Подпрограмма совмещена с модулями расчета зубчатых передач APM Trans, валовАРМ Shaft и подшипников качения APM Bear, обеспечивающих вывод соответствующих расчетных характеристик. Для получения сгенерированных модулем АРМ Drive чертежей конического редуктора использовался графический редактор APM Graph.

Keywords: computer-aided design, bevel gear, ARM Win Machine system module APM Drive, optimization.

In the graphical editor module ARM Drive of system ARM Win Machine is designed bevel gear design. Sub-program combined with modules for calculating gears APM Trans, APM Shaft shafts and rolling bearings APM Bear, providing the output corresponding design characteristics. For the generated module APM Drive drawings bevel gear used editing APM Graph.

Ни одно производство не обходится без разнообразных механизмов, машин, приводов и конструкций. К какой бы отрасли не относилось это производство, вопрос о безопасности стоит на первом месте. И особенно важен этот вопрос, когда речь идет об отрасли химического и нефтехимического производства.

Современное развитие техники идет по пути создания высокоэффективных машин повышенной надежности, долговечности и экономичности. Возможность достижения таких характеристик в значительной степени зависит от технического уровня привода в целом и его составных частей - электродвигателей, передаточных механизмов (редукторов и отдельных передач). Требования к приводу машин: компактность и простота конструкции; эксплуатационная надежность, технологичность изготовления и монтажа; экономичность; плавность пуска и малые динамические нагрузки в период неустановившегося движения; точность движения; наличие устройств, останавливающих машинупри нарушении технологического процесса; безопасность работы и экологичность.

В большинстве случаев в состав привода входит редуктор. На выбор редуктора влияет величина передаваемой нагрузки, необходимое расположение осей, надежность и стоимость. Редуктор, отвечающий перечисленным требованиям, выбирается на основании расчета, а так как редуктор присутствует в составе большинства других механизмов и машин, то его расчет становится принципиально важным.

В настоящее время машиностроительные предприятия изготовляют различные конструкции редукторов. С одной стороны, это не накладывает ограничений и не требует подстраивания при создании механизма или машины под единственно существующий редуктор, а наоборот дает возможность подобрать нужный редуктор, который будет соответствовать всем требованиям. Но с другой стороны, каждый редуктор необходимо рассчитывать отдельно, поскольку изменение параметров одной детали может значительно изменить конечные результаты.

При ручном расчете выбор оптимальных решений отнимает немалое количество времени. Устранить этот недостаток помогает компьютерный рас-

чет с использованием специального программного обеспечения.

В данной работе выполнен полный расчет редуктора на компьютере с использованием модуля APM Drive, входящий в пакет программ APM Win Machine [1, 2]. Модуль APM предназначен для комплексного расчета и оформления конструкторской документации всех элементов многоступенчатого привода. Процесс проектирования привода вращательного движения произвольной структуры с использованием модуля APM Drive сводится к заданию кинематической схемы в специальном редакторе, вводу начальных и конечных параметров привода в целом, а также анализу и корректировке полученных результатов. Этот модуль работает совместно с модулями расчета зубчатых, ременных [3] и цепных [4] передач APM Trans, валов и осей [5] APM Shaft и подшипников качения APM Bear, при этом на выходе можно получить все расчетные характеристики, которые обеспечивают перечисленные модули.

Дополнительно при расчетах используется база данных APM Mechanical Data, а для получения сгенерированных соответствующими модулями чертежей проектируемых элементов привода применяется графический редактор APM Graph.

Рис. 1 - Построение схемы передачи и ввод исходных данных

Проектирование редуктора начинается с построения схемы передачи (конической). Назнача-ютвходной и выходной валы (рис.1), выбирают (в зависимости от воспринимаемой нагрузки), предварительно размещают подшипники на валах и задают

начальные данные. В качестве начальных данных используют момент на выходе, частоту вращения на выходе, передаточное отношение и долговечность.

Работа в модуле АРМ Drive предполагает расчет конической передачи, расчет валов и подбор подшипников с использованием дополнительной информации о материале зубчатых колес и валов, виде термической обработки и твердости поверхности. Материал зубчатых колес и валов можно задать, используя интегрированный модуль библиотеки данных. Вычислительные операции производятся по специальной вкладке «Расчет» после выбора типа расчета: проектировочного, по моменту или по ресурсу.

Необходимые результаты расчета выводятся на печать. В работе приводятся основные геометрические параметры конической передачи (рис.2а), параметры материала (рис.2б), численные значения силовых факторов, результаты расчета валов и подбора подшипников (рис.3).

б

Рис. 2 - Результаты расчета конической передачи в модуле АРМ Drive: а - геометрические параметры конической передачи, б - параметры материала

Рис. 3 - Графическая интерпретация расчета валов и подбора подшипников

Работа APM Drive завершается передачей расчетной информации в текстовый файл с расширением RTF и автоматической генерацией сборочного чертежа привода и чертежей отдельных деталей, рассчитанных в модулях APM Trans, APM Shaft и спроектированных в модуле APM Graph.

Полученный чертеж необходимо рассматривать как эскизную компоновку с последующей доработкой в модуле APM Graph (рис.4).

Рис. 4 - Пример исполнения сборочного чертежа

конического редуктора в модуле APM Graph

Литература

1. С.Г.Кондрашева, Д.А.Хамидуллина, В.А.Лашков, Вестн. Казан. технол. ун-та, 19, 193-198 (2011).

2. В.В.Шелофаст, Основы проектирования машин. Изд-во АПМ, Москва, 2005. 472с.

3. В.А.Лашков, Д.А.Хамидуллина, О.Р.Каратаев, Вестн. технол. ун-та, 18,22, 154-157(2015).

4. О.Р.Каратаев, В.Е.Завьялова, В.А.Лашков, Вестн. технол. ун-та, 19,12, 140-142(2016).

5. В.А.Лашков, С.Г.Кондрашева, Е.А.Ганин, Вестн. технол. ун-та,19, 7, 94-96(2016).

© В. А. Лашков - д.т.н., проф., зав. каф. машиноведения КНИТУ, lashkov_dm@kstu.ru, С. Г. Кондрашева - к.т.н., доценттой жекафедры, Р. Р. Халимбаев - студенттойжекафедры.

© V. A. Lashkov - d.t.s., head of the department of mechanical engineering of KNRTU, lashkov_dm@kstu.ru, S. G. Kondrashov -c.t.s., associate professor of the department of mechanical engineering of KNRTU; R. R. Halimbaev- student of the department of mechanical engineering of KNRTU.