Аннотация
Использование CALS-технологии является одним из непременных условий современного успеха компании. Части CALS-технологий являются CAD / CAM / CAE - систем. Авторы разработали систему параметров расчетов валов, в составе PLM-систем CALS-технологий. Система вычисляет ответы в опорах, выполняет строительство граф моментов и углов поворота вала. Система позволяет осуществлять выбор подшипников узлов и поверхностей для скручивания передачу момента. Для 3D-модели деталей строительства необходимо установить материальные, условия труда вала. Строительство 3D-модели осуществляется с помощью систем автоматизированного проектирования КОМПАС-3D.
1. Введение
Разработана система расчетов параметров нагружения валов, как часть PLM-систем CALS-технологий. Система позволяет осуществить выбор подшипниковых узлов и поверхностей для передачи крутящего момента.
В настоящее время в мире есть ряд бизнес-стратегий, которые позволяют максимально эффективно использовать ресурсы компании и строить бизнес-процессы предприятия таким образом, чтобы производственная цепочка была гибкой и имела прозрачную и четкую структуру. Одна из технологий, признанная во всем мире – CALS-технология, возникшая в середине 80-годов в Министерстве обороны США. Важной частью CALS-технологий является PLM-система (Product Lifecycle Management). Согласно определения компании CIMdata PLM – это стратегический подход к бизнесу, который применяет набор согласованных бизнес-решений, поддерживающих совместное создание, управление, распространение и использование информации, описывающей изделие от разработки до утилизации в рамках предприятия. Одной из частей PLM-системы являются САЕ (Computer Aided Engineering). На секции «мехатроника» ДонНТУ была разработана программа Ingineer Shaft для расчета валов всевозможной конструкции по заданным геометрическим параметрам вала, материалу, термообработке, и условиям эксплуатации, позволяет производить геометрические расчеты некоторых элементов вала, осуществляет выбор подшипников. Система содержит базы данных основных стандартных элементов вала, таких как шпоночные и шлицевые пазы, подшипников качения.
1. Расчёт вала
Отличительной чертой программы Ingineer Shaft является объединение расчета вала и подбора подшипников, что позволяет облегчить и ускорить процесс конструирования узлов машин и механизмов.
Результатами работы программы являются:
1. Реакции в опорах
Рисунок 1 – Результаты расчета реакций в опорах вала
2. Эпюры изгибающих моментов в вертикальной, горизонтальной плоскости и суммарную эпюру.
Рисунок 2 – Эпюры изгибающих моментов.
Построенные эпюры позволяют определить значение параметра по длине вала с дискретностью 3мм.
3. Эпюры изогнутой оси вала в вертикальной плоскости, горизонтальной плоскости и суммарную эпюру.
Рисунок 3 – Эпюра изогнутой оси вала
4. Эпюры углов поворотов оси вала в вертикальной плоскости, горизонтальной плоскости и суммарную эпюру
Рисунок 4 – Эпюра углов поворотов оси вала
5. Эпюра крутящих моментов
Результаты построения программы сохраняются в форматы изображения (bmp, JPG и т.д. ) и в текстовом документе. При сохранении проекта в формат ‘chf’ возможно открыть проект и редактировать его в дальнейшем.
· Выбор подшипников из базы данных
· Генерация 3D модели в программе КОМПАС 3D.
Рисунок 5 – Сгенерированная 3D модель
Программа облегчает выбор стандартизированных элементов вала – шпонок и шлицевых пазов, геометрические параметры которых хранятся в базе данных программы.
Рисунок 6 – Окно ввода исходных данных для построения вала-шестерни.
Для построения вала шестерни необходимо задать вид зубчатого зацепления, модуль и число зубьев колеса и шестерни.
· Материал, из которого изготовлен вал, выбирается из базы данных программы.
· Величины и направления радиальных и осевых усилий, действующих на вал, величину передаваемого крутящего момента на валу.
· Коэффициенты условий работы, рабочую температуру, необходимую долговечность подшипников и т.д.
Выводы
Разработанная модуль расчета вала позволяет интегрировать САПР КОМПАС с системой динамического состояния деталей анализа. развитая модуль используется в учебном процессе Донецк технический университет по специальным дисциплинам учится в специализации «Mechatronic». Модуль может быть полезно для инженеров промышленного предприятия в расчетах передачи прогнозируемые устройства, несущие.