4. Работа с программой

Расчет валов и подшипников

Исходными данными для расчетов являются: силы в зацеплении, диаметры открытых и закрытых передач. На форме (рисунок 12) выбирается тип подшипников, проводятся необходимые расчеты, и заполняется таблица результатов расчета.

Рисунок 12 – окно расчета валов и подшипников

Расчет валов

Основными критериями работоспособности проектируемых валов редукторов являются прочность и выносливость. Валы испытывают сложную деформацию – совместное действие кручения, изгиба и растяжения (сжатия). Напряжения от растяжения малы в сравнении с напряжениями от кручения и изгиба и их обычно не учитывают.

Расчет валов выполняют в два этапа:

1-й – проектный (приближенный) расчет на чистое кручение;

2-й – проверочный (уточненный) на прочность по напряжениям изгиба и кручения.

Выбор материала и допускаемых напряжений на кручение

Для валов проектируемых редукторов рекомендуется применять термически обработанные среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х.

Проектный расчет выполняют по напряжениям кручения (как при чистом кручении) не учитывая напряжения изгиба, концентрацию напряжений, переменность напряжений во времени.

Поэтому для компенсации приближенности подсчета допускаемые напряжения на кручение принимают заниженными: = 20 – 25 Н/мм² – для быстроходных валов; = 25 – 30 Н/мм² – для тихоходных.

Условный расчет валов(+ расчет шпонок) в коде программы:

procedure TmainForm.TabSheet8Show(Sender: TObject);

var d21min, d31min, l_sh: real;

i, j, t: integer;

TypeP, Zero, Zero_: string[1];

f: TFileStream;

begin

if hlp_index > 0 then HelpForm.Memo1.Lines.LoadFromFile(Results.cur_dir + '\help\val.rhp');

Results.id := identifier;

ReadTabFile('grids\title4.ttl', ';', shponku, false);

ReadTabFile('grids\title6.ttl', ';', ParamPidsh, false);

ReadTabFile('shponky\shponky.par', ';', shponparam, false);

ReadTabFile('shponky\length_shponok.par', ';', length_shp, false);

if ComboBox15.Text = '' then exit;

if (identifier[2] = '5') then TypePidsh.ItemIndex := 1;

if (identifier[3] = '0') or (identifier[4] = '1') then

begin

d21min := power(StrToFloat(ResGrid.Cells[1,2])/(0.2*StrToFloat(ComboBox15.Text)), 1/3)*10;

d31min := power(StrToFloat(ResGrid.Cells[1,3])/(0.2*StrToFloat(ComboBox15.Text)), 1/3)*10;

shponku.Cells[1,1] := ResGrid.Cells[1,2];

shponku.Cells[1,2] := ResGrid.Cells[1,2];

shponku.Cells[1,3] := ResGrid.Cells[1,3];

shponku.Cells[1,4] := ResGrid.Cells[1,3];

ValNumber1.Caption := '2';

ValNumber2.Caption := '3';

end

… (продолжение в приложении…)

Как видно в окне программы (рисунок 13), условный расчет валов производится по заниженным напряжениям и кручение (20 ... 30 МПа). Назначение диаметров характерных участков вала согласуется со стандартным рядом Ra40.

Рисунок 13 – условный расчет валов

Проектный расчет валов

Вал редуктора – это ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от количества и размеров устанавливаемых на вал деталей (рисунок 14).

Цель проектного расчета – определить ориентировочно геометрические размеры каждой ступени вала: ее диаметр d и длину l (табл. 1, Приложения …).

Рисунок 14. Типовые конструкции валов одноступенчатых редукторов:

а – быстроходный – червячного; б – быстроходный –

цилиндрического; в – быстроходный – конического;

г – тихоходный ( – в коническом редукторе)

Расчеты валов не показываются пользователю. Они производятся в программном коде, а результаты можно увидеть в окне программы (рисунки 1 и 3).

Запись рассчитанных данных в структуру программы:

for i := 2 to 5 do

for j := 1 to 4 do

Results.shponkparam[i-1,j] := StrToInt(Shponku.Cells[i,j]);

for i := 1 to 5 do

begin

Results.diam_val1[i] := trToInt(TLabel(FindComponent('d1'+IntToStr(i))).Caption);

Results.diam_val2[i] := trToInt(TLabel(FindComponent('d2'+IntToStr(i))).Caption);

end;

Рисунок 15 – Шпоночные соединения

Выбор и расчет подшипников качения

Выбор рационального типа подшипника достаточно сложен и зависит от ряда факторов: передаваемой мощности редуктора, типа передачи; соотношения сил в зацеплении, частоты вращения внутреннего кольца подшипника, требуемого срока службы, приемлемой стоимости, схемы установки.

Порядок предварительного выбора подшипников для каждого из валов редукторов следующий:

1. В соответствии с рекомендациями (по табл. 2, Приложения ...) определяют тип, серию и схему установки подшипников.

2. Выбирают типоразмер подшипников по величине диаметра d внутреннего кольца, равного диаметру второй d₂ и четвертой d₄ ступени вала под подшипники.

3. Выписывают основные параметры подшипников: геометрические размеры d, , (, ); динамическую C_r и статическую C₀ грузоподъемности. Здесь – диаметр наружного кольца подшипника; – ширина шарикоподшипников; и – осевые размеры роликоподшипников.

Как видно в программе, в раскрывающемся списке "Тип подшипников" (рисунок 16) можно задать тип подшипников качения, которые будут установлены в рассчитываемом редукторе.

Рисунок 16 – выбор и расчет подшипников качения

Для конических и червячных редукторов автоматически принимаются радиально-упорные роликовые (конические) подшипники. Программа самостоятельно выбирает подшипник по значению диаметра участка вала под подшипник: средней серии на быстроходном валу и легкой на тихоходном.

begin

ReadTabFile('REDUCTOR\Pidshypnyky\CRS.par', ';', PidshParam1, false);

ReadTabFile('REDUCTOR\Pidshypnyky\CRL.par', ';', PidshParam2, false);

Results.type_pidsh := 0;

end

Все подшипники стандартизованы, их параметры хранятся в файлах "CRS.par" (для ведущего вала) и "CRL.par"(для ведомого). В программе они показываются в таблице «параметры выбранных подшипников» (рисунок 4). При черчении редуктора они берутся из папки C:\Program Files\МТ 06-17 ПИ СФУ\My Product Name\Редуктор\REDUCTOR\Pidshypnyky\fragments. Файлы представляют собой фрагмент программы КОМПАС с расширением ".frw" (рисунок 17).

Рисунок 17 – Стандартные подшипники. Расположение в папке.