Параметризація компонувань креслень багатоступеневих редукторів

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ Укаїни

Алтайського державного технічного університету

Їм. І.І. Ползунова

Кафедра «Системи автоматизованого проектування»

Робота захищена __________ (дата)

З оцінкою _______________

Параметризація компонувань креслень багатоступеневих редукторів

Пояснювальна записка до курсової роботи

з дисципліни «Автоматизація конструкторсько-технологічного проектування»

студентка гр. САПР-63 __ _______ Ю.Б.. Казакова__

підпис, в.о. прізвище

Нормоконтролер _________ Ломського Н.В.

підпис, посада, в.о. прізвище

1 Параметризація креслень

1.1 Основні поняття і типи параметризації

1.2 Програмні засоби параметризації

1.3 Характеристика можливостей використаної CAD-системи

2 Вибір типу і параметрів багатоступінчастого редуктора

2.1 Характеристика редукторів

2.2 Циліндричний редуктор

3 Побудова компонування циліндричного двоступінчастого редуктора

3.1 Проектний розрахунок валів

3.1.1 Ведучий вал

3.1.2 Проміжний вал

3.1.3 Тихохідний вал

3.2 Конструювання зубчастих коліс

3.3 Перший етап компонування редуктора

3.4 Підбір муфти

3.5 Конструювання корпусних деталей і кришок

3.6 Ескізи стандартних деталей

Додаток 1 Параметри елементів компоновки

Додаток 2 Специфікації

Додаток 3 Креслення редуктора

В сучасних умовах при виборі САПР користувачі все частіше звертають увагу на можливості, що надаються системою в області параметризації.

Вимоги, що пред'являються до сучасних систем автоматизованого проектування, не обмежуються зручністю створення графічних примітивів і оформлення креслень по ГОСТ - на порядку денному з'являються можливості систем в області побудови асоціативних моделей і збірок, оцінюється ступінь простоти створення власних параметричних бібліотек, що дозволяють акумулювати накопичений досвід і в повною мірою використовувати наявні на підприємстві напрацювання. Сьогодні проектування на основі існуючих заготовок (проектування на основі баз знань) дає можливість значно скоротити час виконання проекту і кількість помилок, що часто відіграє вирішальну роль в умовах жорсткої конкуренції.

Найважливіших функціональних засобів сучасних конструкторських САПР є інструментарій, що забезпечує ефективне внесення змін у файли описів існуючих креслень, тобто їх редагування і модифікацію.

1 Параметризація креслень

1.1 Основні поняття і типи параметризації

Параметризація - це моделювання з використанням параметрів елементів моделі і співвідношень між цими параметрами. Параметризація дозволяє за короткий час «програти» (за допомогою зміни параметрів або геометричних відносин) різні конструктивні схеми і уникнути принципових помилок. Параметричне моделювання істотно відрізняється від звичайного двомірного креслення або тривимірного моделювання. Конструктор, в разі параметричного проектування, створює математичну модель об'єктів з параметрами, при зміні яких відбуваються зміни конфігурації деталі, взаємні переміщення деталей в збірці і т. П.

Параметризація двомірних креслень зазвичай доступна в CAD-системах середнього і важкого класів.

Параметризація ділиться на три типи: ієрархічну, вариационную і геометричну параметризації.

Ієрархічна параметризация (параметризація на основі історії побудов) полягає в тому, що в ході побудови моделі вся послідовність побудови відображається в окремому вікні у вигляді «дерева побудови». У ньому перераховані всі існуючі в моделі допоміжні елементи, ескізи і виконані операції в порядку їх створення.

Параметризація на основі історії побудов присутня у всіх САПР використовують тривимірне твердотельное параметричне моделювання. Зазвичай такий тип параметричного моделювання поєднується з варіаційної і / або геометричної параметризацією.

Варіаційна або розмірна параметризація заснована на побудові ескізів (з накладенням на об'єкти ескізу різних параметричних зв'язків) і накладення користувачем обмежень у вигляді системи рівнянь, що визначають залежності між параметрами.

У разі необхідності створення збірки, взаємне положення компонентів збірки задається шляхом вказівки сполучень між ними (збіг, паралельність або перпендикулярність граней і ребер, розташування об'єктів на відстані або під кутом один до одного і т. П.).

Варіаційна параметризація дозволяє легко змінювати форму ескізу або величину параметрів операцій, що дозволяє зручно модифікувати тривимірну модель.

Геометричній параметризацією називається параметричне моделювання, при якому геометрія кожного параметричного об'єкта перераховується в залежності від положення батьківських об'єктів, його параметрів і змінних.

Параметрична модель, в разі геометричній параметризації, складається з елементів побудови та елементів зображення. Елементи побудови (конструкторські лінії) задають параметричні зв'язку. До елементів зображення належать лінії зображення (якими обводятся конструкторські лінії), а також елементи оформлення (розміри, написи, штрихування і т. П.).

Геометрична параметризація дає можливість більш гнучкого редагування моделі. У разі необхідності внесення незапланованого зміни в геометрію моделі не обов'язково видаляти вихідні лінії побудови (це може привести до втрати асоціативних взаємозв'язків між елементами моделі), можна провести нову лінію побудови і перенести на неї лінію зображення.

1.2 Програмні засоби параметризації

CAD-системи (Сomputer-aided design - комп'ютерна підтримка проектування) призначені для вирішення конструкторських задач і оформлення конструкторської документації (більш звично вони іменуються системами автоматизованого проектування САПР). Як правило, в сучасні CAD-системи входять модулі моделювання тривимірної об'ємної конструкції (деталі) і оформлення креслень і текстової конструкторської документації (специфікацій, відомостей і т.д.). Провідні тривимірні CAD-системи дозволяють реалізувати ідею наскрізного циклу підготовки та виробництва складних промислових виробів. Всі вони в тій чи іншій мірі підтримують принципи параметризації 2D і 3D-моделей.

В даний час в світі розроблена величезна кількість різних CAD-пакетів. Розглянемо деякі з них.

Система параметричного проектування і креслення T-FLEX CAD є розробкою української фірми "Топ Системи". Система має такими основними можливостями: параметричне проектування і моделювання; проектування зборок і виконання складальних креслень; повний набір функцій створення і редагування креслень; просторове моделювання, що базується на технології ACIS; параметричне тривимірне твердотільних моделювання; управління кресленнями; підготовка даних для систем з ЧПУ; імітація руху конструкції.

Один з провідних українських продуктів. CAD-система, призначена для широкого спектру проектно-конструкторських робіт, легка в освоєнні, зручна в роботі і при цьому має вартість, прийнятну для комплексного оснащення українських підприємств, в тому числі середніх і малих. Дозволяє здійснювати двовимірне проектування і конструювання, швидку підготовку і випуск різноманітної креслярсько-конструкторської документації, створення технічних текстово-графічних документів.

2- і 3-мірна система автоматизованого проектування і креслення, розроблена компанією Autodesk. AutoCAD є найбільш поширеною САПР в світі завдяки засобам креслення.

Система автоматизованого проектування для машинобудування середнього рівня. Забезпечує двовимірне проектування, тривимірне поверхневе і твердо-тельное моделювання, проектування виробів з листових матеріалів, асоціативність двовимірного креслення з тривимірної моделлю, фотореалістичне представлення проекту.

1.3 Характеристика можливостей використаної CAD-системи

У своїй роботі я використовую CAD-систему Компас-3D V11. Ми часто стикаємося із завданням створення креслення або моделі на основі вже існуючого, коли деталі не дуже різняться, але перемальовувати необхідно все заново. Для вирішення цієї проблеми в системі КОМПАС-3D є засоби параметризації, за допомогою яких можна задати певні зв'язки між окремими елементами графічного компонента, що дозволяють при подальшій розробці типових конструкцій не переробляти всю модель (креслення), а змінити лише кілька параметрів. Це дає можливість багаторазово використовувати один раз побудовану модель, значно скорочує час на формування нових її модифікацій і т.п.

Існує два типи параметризації тривимірної моделі в KОMПAC-3D - варіаційна і ієрархічна, поєднання яких дозволяє широко варіювати параметри створюваної моделі, не змінюючи її топологію.

Варіаційна параметризація має два прояви: параметризація графічних об'єктів в ескізі і сполучення між собою компонентів збірки.

Ієрархічні параметричні зв'язку виникають автоматично по мірі виконання команд створення елементів моделі.

Крім цього для Компас-3D створена багата база даних стандартних елементів редукторів, що дозволяє створювати креслення компонувань редукторів, користуючись стандартними елементами (зубчасті колеса, вали, болти, підшипники).

2 Вибір типу і параметрів багатоступінчастого редуктора

2.1 Характеристика редукторів

Редуктор - це механізм, у якого одна або кілька передач: механічних або гідравлічних. Основне призначення редукторів - зменшення частоти обертання і збільшення крутного моменту.

Залежно від переслідуваних цілей, а так само від характеристик, які необхідно забезпечити на виході, використовуються різні типи редукторів, які відрізняються конструктивно.

Можна виділити три великі класи редукторів: циліндричні, черв'ячні і конічні. Особливість конічних, а так же циліндричних розробок, полягає в тому, що осі валів зазвичай розташовуються в горизонтальній площині. Черв'ячний же редуктор, в свою чергу допускає різне положення вихідного вала.

Залежно від площини розташування вхідних і вихідних валів розрізняють циліндричні горизонтальні і вертикальні редуктори.

Черв'ячні ж двоступеневі редуктори так само забезпечують паралельність осей валів, проте в цьому випадку вони розташовані в різних площинах. При необхідності забезпечити кут 90 градусів між валами можна використовувати черв'ячний одноступінчатий редуктор.

Для того, що б забезпечити розташування вхідного і вихідного валів в одній площині, але під тим же перпендикулярним кутом можна скористатися конічної-циліндровим редуктором. Так само слід мати на увазі, що циліндричні редуктори більш ефективні і довговічні.

Крім того, в межах кожного з класів виділяються підкласи, які визначаються виходячи з конструктивних особливостей редуктора.

Виділяють одноступінчасті, двоступінчасті і багатоступінчасті редуктори, які використовуються для досягнення різних результатів.

Основне правило полягає в тому, що чим більше ступенів, тим відповідно більше передавальне число таке редуктор може забезпечити. Це пов'язано з технологічними особливостями і міркуваннями практичності. Крім того, використання багатоступінчастої конструкції дозволяє більш раціонально організувати роботу такого елемента, як редуктор.

Редуктор - це продукт технічний, а тому у нього є певна функція, яку він виконує в апараті. Головним завданням редуктора є зміна швидкості обертального руху при його передачі

Буває три типи редукторів: зубчасті, черв'ячні і гідравлічні. Найчастіше редуктор можна зустріти в машинах, але крім того він може використовуватися в безлічі інших механізмів і апаратів, в яких потрібно замінювати вихідну ступінь прокрутки механізму.

2.2 Циліндричний редуктор

У моїй роботі в Компас-3D створена компонування двоступінчастого циліндричного редуктора.

Циліндричний редуктор - це одна з найбільш популярних різновидів редукторів. Він, як і всі редуктори, служить для зміни швидкості обертання при передачі обертального руху від одного вала до іншого.

Саме редукторний привід один з найбільш поширених видів приводів сучасних механічних систем загальнопромислового застосування. Понад сто років тому перед нашою промисловістю стояло завдання забезпечити потреби країни в циліндричних редукторах. З цим успішно справлялися відкриваються заводи. В даний час випуск якісної і надійної продукції забезпечується потужною виробничою базою. Зараз виробляють різні типи продукцією: циліндричний редуктор одно-, дво-, і триступеневий.

Від працездатності і ресурсу циліндричного редуктора багато в чому залежить забезпечення необхідних функціональних параметрів і надійності машини в цілому. Показники довговічності і надійності елементів приводу і, зокрема, редукторів і мотор-редукторів, залежать від обгрунтованого вибору самого редуктора при проектуванні машини, тобто відповідності цього вибору діючої нормативної документації (НД).

3. Побудова компонування циліндричного двоступінчастого редуктора

Завданням курсової роботи є побудова та параметризація компоновочного креслення багатоступінчастого редуктора, тому кінематичні розрахунки проводитися не будуть і за основу взята модель раніше спроектованого редуктора. Виробляються розрахунки тільки геометричних параметрів редуктора.

3.1 Проектний розрахунок валів

Середні діаметри валів визначаються за формулою

де Т - крутний момент на валу (Нм)

- знижений напруга, що допускається на кручення

3.1.1 Ведучий вал

Приймається db1 = 30 мм