CC BY
36
УДК 62-587.5
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНИЧЕСКО-ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕДУКТОРОВ
М. С. Руденко, Р. О. Яковлев Научный руководитель - А. В. Стручков
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: yakovlevroman8@gmail.com
Описывается система позволяющая автоматизировано проектировать двухступенчатые конически-цилиндрические редукторы путем перестроения параметризованной модели редуктора по данным, рассчитанным в созданной программе расчета.
Ключевые слова: редуктор, система автоматизированного проектирования, расчет редуктора.
DEVELOPMENT OF AUTOMATED SYSTEM DESIGN REDUCERS
M. S. Rudenko, R. O. Yakovlev Scientific Supervisor - A. V. Struchkov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: yakovlevroman8@gmail.com
The paper describes the system allows automated design, double-stage helical gearboxes by rebuilding the parameterized model of gear on the data calculated in the calculation of the program created.
Keywords: reducer, computer-aided design, the gear calculation.
В связи с широкой областью применения редукторов возникает потребность в использовании системы, позволяющей автоматизировано проектировать редуктор. В данном направлении существуют некоторые разработки, которые мы взяли за основу нашей работы. Была разработана программа, которая позволяет рассчитать одноступенчатый цилиндрический редуктор, исходя из заданных начальных параметров. Данная система является актуальной, потому что задача конструктора сводится к быстрому и точному расчету и проектированию редуктора [1-3].
Был произведен анализ существующих программ, позволяющих автоматизировано проектировать редукторы. К таки программам относятся: Модуль APM Drive, являющийся частью Системы APM WinMachine и программа «Редуктор-3D», являющаяся подключаемым модулем к системе КОМПАСА.
Исходя из выявленных недостатков анализированных систем автоматизированного проектирования были сформулированы следующие требования к создаваемой системе:
1) возможность задания большого количества параметров расчета;
2) расчет редуктора;
3) создание 3D-модели;
4) возможность коррекции розданных элементов;
5) создание рабочих чертежей и спецификации.
Алгоритм, взятый за основу, был переработан, в него был добавлен расчет конической передачи с некоторыми изменениями в первоначальном алгоритме расчета цилиндрической передачи, вследствие усложнения конфигурации редуктора.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1
Исходя из поставленных требований, создан алгоритм расчета двухступенчатого кониче-ско-цилиндрического редуктора и определен набор исходных данных, необходимых для проектирования. Создана параметрическая модель конической передачи, цилиндрической передачи, корпуса редуктора, валов и других элементов конструкции, которая автоматически перестраивается по рассчитанным параметрам необходимой конфигурации редуктора. Весь программный код был переписан в язык программирования Python для удобства сопровождения разработки.
3. Расчет допускаемых напряжений
1. Выбирается материал зубчатых колес выбираем сталль 45/1. ТО колеса - 45QHB, ТО шестерни - 450НВ
2 . Определяем допускаемые контактные напряжения
In |13]:
Sh = 1.1 # коэффициент безопасности HBcpl = [500,556] НВср2 = [450,500]
sigmaHl = (2*(HBcpl[0]+HBcpl[l])/2+70)/Sh # для шестерни sigmaH2 - (2*[HBcp2[0]+HBcp2[l])/2+70}/Sh * для колеса
min_sipaH = min([sigmaH2rsigmaHl] > # наименьшее допускаемое контактное напряжение print(("Допускаемые контактные напряжения:\пдля шестерни -Ч
" {} МПа\пдгя колеса - {} ИПа").format(sigmaHl,sigroaH2)}
Допускаемые контактные напряжения для шестерни - 1018ЛВ18181818181 МПа ДЛЯ колеса - 927.2727272727273 МПа
3 , Определяем допускаемые контактные изгибы
In 114]:
Sf = 1.7 # безопасности
Kfc = 1 # козф., который учитывает влияние двухсторон. прил-я нагрузки Kfl = 1 # коэф. долговечности
sigiriaFl = (1.75»(HBcpl[0]+HBcpl[l])*Kfl*Kfc)/Sf/2 # для шестерни sigmaF2 - (1.75* ÍHBcp2[0]+HBcp2[l]l^Kfl^KfcJ/Sf/í # для колеса mir_sigmaF = min([s±gmaF2psigitiaFl]> # наименьший допускаемый контактный изгиб print(("Допускаемые контактные изгибы:\пдля шестерни - {}"+ " МГ1а\пдля колеса - {} МПа").format[sigmsFl, sigmaF2))
Допускаемые контактные изгибы: для шестерни - 540.4411764705883 МПа ДЛЯ колеса - 488.97058823529414 ИПа
Рис. 1. Код программы
Рис. 2. Интерфейс программы
Перед расчетом всех параметров редуктора, мы задаем начальную конфигурацию передач, такие как форма зуба в торцевом сечении и конструктивные формы конических зубчатых передач. При запуске программы открывается диалоговое окно, для работы пользователя с программой, в котором предлагается определить исходные данные для расчета редуктора, такие как входящий момент, входящие обороты, срок службы передаточное число и режим работы. После завершения ввода данных, программа производит автоматический расчет необходимых парамет-
ров, результаты которых, записываю в файл Excel в заранее определенные ячейки. Также результаты расчета пользователь может видеть в специальном диалоговом окне.
После окончания расчетов, в пакете Компас-SD происходит перестроение электронных моделей деталей редуктора. Создание и параметризация редуктора осуществляется автоматически на основе данных полученных в результате расчетов программы и записанных в файл Ехсе1.
д-sgg а- в- i и ngf^iw. - о^- ^ее vvigj>- ^ Е
Нажмите левую топку мыши и, не отпуская, переместите компонент_| Новых уведомлений: 2
Рис. 3. Неполная сборка коническо-цилиндрического редуктора
После построения редуктора, происходит автоматическое построение ассоциативных чертежей деталей, а также сборочного чертежа редуктора. Формируется файл спецификации. В файле спецификации указываются как расчетные, так и стандартные изделия. При необходимости замены некоторых стандартных изделий, пользователь может выбрать деталь из предложенного программой списка допустимых деталей.
Потребность в программе объясняется тем, что построение трехмерной модели редуктора требует трудоёмких расчетов параметров. Программа позволит конструкторам доверить проектирование типовых элементов машине, а также поможет быстро создать основу для дальнейшего моделирования и адаптации редуктора к конкретной конструкции.
Библиографические ссылки
1. Дроздова Н. А., Ереско Т. Т., Смирнов Н. А. Курсовое проектирование по деталям машин и основам конструирования. Расчет механических передач : учеб. пособие / Сиб. гос. аэро-космич. ун-т. Красноярск, 2007. 160 с.
2. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. 9-е изд., перераб. и доп. М. : Академия, 2006. 496 с.
3. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя : в 3 т. М. : Машиностроение.
2001.
© Руденко М. С., Яковлев Р. О., 2017
