¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

10 июн€ 2021

T-FLEX «убчатые передачи Ч возможности приложени€ и работа в нЄм

¬иктор ¬оронков, ¬италий —тарков, ѕолина √ончарова Ч «јќ Ђ“оп —истемыї

¬иктор ¬оронков ¬италий —тарков ѕолина √ончарова

ќригинал статьи на сайте компании Ђ“оп —истемыї

T-FLEX «убчатые передачи


¬ комплексе T-FLEX PLM по€вилось новое приложение дл€ проектировани€, анализа и расчЄта 3D моделей зубчатых шестерней, зубчатых зацеплений и готовых механизмов Ч T-FLEX «убчатые передачи. –ешаемые приложением задачи, его основна€ функциональность и преимущества были рассмотрены ранее в статье ЂT-FLEX «убчатые передачи Ч новое приложение комплекса T-FLEX PLM дл€ проектировани€, анализа и расчЄта зубчатых передачї. ¬ насто€щей публикации будут более подробно изложены возможности расчЄта и анализа, классификаци€ шестерЄн и зацеплений, доступных в приложении, а также принцип работы с ним. ѕриложение может использоватьс€ как в общем машиностроении, так и в высокотехнологичных отрасл€х: авиастроении, двигателестроении, судостроении, космической отрасли, приборостроении и др. (рис. 1), поскольку полученные модели отвечают всем требовани€м создани€ ответственных сборок.

T-FLEX «убчатые передачи

–ис. 1. »спользование приложени€ T-FLEX «убчатые передачи в высокотехнологичных отрасл€х

Ќаиболее трудоЄмким процессом при проектировании зубчатых передач €вл€етс€ расчЄт параметров, необходимых дл€ нормального функционировани€ зацеплени€. T-FLEX «убчатые передачи отличаетс€ возможностью проведени€ любых расчЄтов, в том числе высокой сложности. –абота не займЄт много времени и не потребует больших усилий от инженера-конструктора. –ассмотрим более детально доступные способы расчЄта и анализа.

–асчЄт и анализ в T-FLEX «убчатые передачи

ѕроектирование в приложении ведетс€ согласно стандартам √ќ—“, ISO или DIN. ƒоступны следующие расчЄты:

  • расчЄт геометрии;
  • расчЄт параметров качества;
  • расчЄт отклонений;
  • прочностной расчЄт.

ѕри желании можно не придерживатьс€ стандартов и задавать пользовательские параметры исходного контура и отклонений. ѕроизвести оценку вли€ни€ заданных отклонений можно с помощью опции пересчЄта в середину пол€ допуска. »нтерфейс приложени€ T-FLEX «убчатые передачи позвол€ет легко управл€ть результатами расчЄта (рис. 2). ¬се интересующие вас данные (геометрические, прочностные параметры и анимаци€) открываютс€ в отдельных вкладках, благодар€ чему больше не нужно создавать отчеты дл€ просмотра результатов. ¬ режиме быстрого пересчета при вводе новых параметров результаты расчЄта в соответствующей вкладке измен€ютс€ в реальном времени.

T-FLEX «убчатые передачи

–ис. 2. »нтерфейс T-FLEX «убчатые передачи Ч построение модели по результатам расчЄта

—ледует отметить отдельно, что при прочностном анализе доступна оценка распределени€ напр€жений согласно заданной нагрузке исход€ только из геометрических расчЄтных данных. ≈сли был сделан пересчЄт в середину пол€ допуска, то он также будет учитыватьс€. Ёмпирические зависимости, на которых основаны стандартизованные методики расчЄта, здесь не потребуютс€. Ќапр€жени€ в каждом торцевом сечении и по длине линии зацеплени€ представл€ютс€ в виде графиков.  роме того, доступны графики изменени€ длины линии контакта при вращении шестерЄн и скорости проскальзывани€. ƒополнительным инструментом оценки качества рассчитанной передачи €вл€етс€ анимаци€ зацеплени€. ќна иллюстрирует текущее положение шестерЄн по длине линии зацеплени€ и указанному торцевому сечению. ¬о вкладке доступен просмотр итоговой формы рабочей и переходной поверхностей с учЄтом выбранного инструмента и его параметров, а также с учЄтом пересчЄта в середину пол€ допуска. — помощью анимации легко отследить возможные пересечени€, то есть заклинивани€.

 лассификаци€ шестерЄн и зацеплений в T-FLEX «убчатые передачи

¬ T-FLEX «убчатые передачи возможно проектирование как цилиндрических, так и конических шестерЄн и зацеплений, а также построение различных механизмов. ѕри назначении входных данных пользователь может выбрать стандарт, по которому будет проектироватьс€ передача (√ќ—“, ISO, DIN) или установить заданное значение. “аким образом, достигаетс€ наибольша€ эффективность при создании 3D моделей без потери свободы проектировани€. –ассмотрим более подробно типы шестерЄн и зацеплений, доступных в приложении.

÷илиндрические шестерни и зацеплени€
÷илиндрическое зацепление рассчитываетс€ дл€ параллельных валов, дл€ шестерЄн с пр€мым или спиральным типом зубьев, доступен также расчЄт шевронного зацеплени€. Ўестерни могут различатьс€ по ширине, но при этом их можно отцентрировать или установить с произвольным смещением. ѕоложение шестерЄн будет учитыватьс€ в расчЄте прочностных характеристик и коэффициентов перекрыти€. ѕри создании 3D моделей шестерни всегда будут находитьс€ в зацеплении. ѕередачу возможно спроектировать безотносительно к механизму или вписать в уже существующую конструкцию. Ќапример, достаточно выбрать два вала, указать модуль и передаточное отношение.
T-FLEX «убчатые передачи

–ис. 3. ÷илиндрические шестерни


÷илиндрические шестерни и зацеплени€ (рис. 3) представлены следующими типами в T-FLEX «убчатые передачи.

ѕр€мозубые цилиндрические шестерни и зацеплени€

—амый распространЄнный тип зубчатого зацеплени€ €вл€етс€ частным случаем косозубой передачи с нулевым наклоном. ƒл€ проектировани€ пр€мозубых шестерЄн необходимо указать число зубьев или межосевое рассто€ние либо использовать переходные варианты ввода. —мещение можно задать произвольно или подобрать по одной из предлагаемых методик, например, оптимизиру€ по изгибающим напр€жени€м. ѕр€мозубые зацеплени€ используютс€ в тихоходных передачах.

 осозубые цилиндрические шестерни и зацеплени€

 осозуба€ шестерн€ образуетс€ при вращении на заданный угол каждого последующего торцевого сечени€. Ѕольшим преимуществом при проектировании передач данного типа станет возможность оценить каждое сечение с помощью анимации и графиков напр€жений.  осозубые шестерни проектируютс€ аналогично пр€мозубым. Ўестерн€ данного типа обеспечивает более надежное сцепление элементов зубчатой передачи. «а счет этого повышаетс€ плавность работы механизма, что гарантирует увеличение рабочего ресурса деталей. ѕередачи примен€ютс€ дл€ ответственных механизмов при работе на средних и высоких скорост€х.

Ўевронные цилиндрические шестерни и зацеплени€

ѕри создании шевронной шестерни необходимо выбрать тип Ђшевронї и указать размеры канавки между зеркальными зубь€ми шестерни. ѕараметры зацеплени€ и прочностной анализ выполн€ютс€ с учЄтом особенности геометрии шевронов. Ўевронные передачи отличаютс€ от других передач способностью передавать гораздо большие мощности при меньшем шуме. ѕримен€ютс€ в высоконагруженных передачах.

 онические шестерни и зацеплени€

 онические передачи получают все сильные стороны функциональности расчЄта цилиндрического зацеплени€: свободу выбора стандартов при проектировании, подробную визуализацию полученного результата, выполнение различных анализов, возможность создани€ отчЄтов и многое другое. ѕриложение позвол€ет создавать 3D модели пр€мозубого, тангенциального и спирального зацеплени€.  ачеству и точности создани€ 3D модели конического зацеплени€ уделено повышенное внимание: зацепление рассчитываетс€ по сферическим сечени€м с возможностью настройки количества расчЄтных сечений и количества точек на них, а также с указанием степени функции интерпол€ции. ѕри генерации 3D модели примен€ютс€ все последние нововведени€ 17-й версии T-FLEX CAD.


 онические шестерни и зацеплени€ представлены в T-FLEX «убчатые передачи следующими типами.

ѕр€мозубые конические шестерни

ƒанный тип €вл€етс€ самым простым из конических шестерЄн в плане расчЄта как геометрических параметров, так и 3D модели зацеплени€. ќднако даже тут упрощЄнные методики построени€ будут давать существенную погрешность. √еометри€ зацеплени€ рассчитываетс€ на сферических сечени€х с поддержкой всех настроек точности. ѕоскольку пр€мозуба€ шестерн€ (рис. 4) €вл€етс€ частным случаем тангенциального зацеплени€, то она будет образована при нулевом значении угла наклона зуба в типе Ђ“ангенциальныйї. ѕри определении нулевого значени€ уклона в типе Ђ—пиральныйї будет создано коническое зубчатое колесо с нулевым углом наклона круговых зубьев. ѕр€мозубые конические зацеплени€ наиболее распространены, так как они просты в изготовлении. ѕримен€ютс€ в различных механизмах при окружных скорост€х до 3 м/с.

T-FLEX «убчатые передачи

–ис. 4. ѕр€мозубые конические шестерни и зацепление

“ангенциальные конические шестерни и зацеплени€

¬ приложении создаЄтс€ передача с наклонным пр€мым зубом (рис. 5): лини€ зуба на развЄртке конуса €вл€етс€ пр€мой. јналогична€ лини€ каждого зуба будет касатьс€ одной окружности, что и €вл€етс€ этимологией термина Ђтангенциальныйї. ƒанный тип зуба €вл€етс€ очевидным в теоретическом плане, но сложным в изготовлении. ¬ св€зи с этим тангенциальные зацеплени€ используютс€ редко. –аботают с окружной скоростью до 12 м/с.

T-FLEX «убчатые передачи

–ис. 5. “ангенциальные конические шестерни и зацепление

—пиральные конические шестерни и зацеплени€

¬ T-FLEX «убчатые передачи дл€ построени€ спиральных шестерЄн (рис. 6) используетс€ два типа команд:

  • Ђ—пиральный посто€нныйї Ч в каждой точке спирали зуба касательна€ к конусу будет давать один и тот же заданный угол к образующей конуса. ƒанный тип используетс€ при создании спирального зуба без учЄта способа изготовлени€, например дл€ печати 3D модели, так как в этом случае механический принцип нарезани€ зубьев не важен.
  • Ђ—пиральныйї Ч спираль зуба определ€етс€ параметрами изготовлени€ согласно стандартам. “акие конические зацеплени€ примен€ют в механизмах, где направление привода от приводного вала должно быть повернуто на 90 градусов.
T-FLEX «убчатые передачи

–ис. 6. —пиральные конические шестерни и зацепление

ћеханизмы
— помощью команды Ђћеханизмыї пользователь может подобрать требуемое передаточное отношение по заданным характеристикам. ¬ результате будет собран механизм без трудоЄмкого процесса установки в зацеплении всех составных частей.  аждое парное зацепление будет сформировано в объект Ђ«ацеплениеї, дл€ которого будут доступны все виды анализа зубчатого зацеплени€, описанные выше.

¬ T-FLEX «убчатые передачи возможно создать следующие типы механизмов.

ќднор€дный планетарный механизм

ƒл€ построени€ механизма (рис. 7) необходимо задать входное и выходное звень€ и указать требуемое передаточное отношение. ћожно задать дополнительные параметры, такие как параметры поиска решени€, ширина объектов, количество сателлитов. »сход€ из заданных параметров будет сформирован список возможных решений, отсортированный по значению модул€ от максимального к минимальному, то есть от меньшего количества зубьев на шестерн€х к большему. “ак пользователь сможет легко выбрать оптимальное решение.

T-FLEX «убчатые передачи

–ис. 7. ќднор€дный планетарный механизм

÷епочка шестерЄн

¬ случае проектировани€ цепочки шестерЄн (рис. 8) нужно выбрать вариант ввода данных дл€ каждой пары и задать необходимые параметры: передаточные отношени€, количество зубьев или межосевое рассто€ние, а также смещени€. ƒополнительные параметры задаютс€ аналогично планетарному механизму. »з полученной таблицы возможных решений пользователь сможет выбрать наилучший с его точки зрени€ вариант. ѕосле выбора будет смоделирована цепочка из двух парных зацеплений, обладающих заданными общими параметрами.

T-FLEX «убчатые передачи

–ис. 8. ÷епочка косозубых шестерен

Ћюбые полученные шестерни, зацеплени€ и механизмы доступны дл€ сохранени€ в собственную библиотеку.  роме того, вы сможете дополнительно увеличить количество шаблонов, использовав параметрические возможности T-FLEX CAD. “акие действи€ помогут оптимизировать вашу работу и сократить врем€ проектировани€.

ќформление

  инструментам оформлени€ можно отнести создание отчЄтов и специальные команды, позвол€ющие оформить чертЄж согласно √ќ—“. ќтчЄт можно создать дл€ всех результатов расчЄта или же дл€ каждого в отдельности. —охранить их можно в форматах PDF и HTML. ќтличительной особенностью чертежей шестерЄн €вл€етс€ наличие таблицы параметров и специального упрощЄнного изображени€ зубьев колеса (рис. 9).  оманда создани€ таблиц параметров позвол€ет создавать однотипные, настраиваемые по содержанию таблицы дл€ всех шестерЄн в сборке одновременно или дл€ каждой шестерни в отдельности. –азмер, положение и наполнение таблицы по умолчанию выполн€ютс€ в соответствии с √ќ—“. ƒоступна возможность создани€ типовой таблицы, котора€ будет использоватьс€ по умолчанию, при этом она может формироватьс€ в соответствии с √ќ—“ или по пользовательским параметрам.  оманда создани€ условного изображени€ позвол€ет дополнить уже имеющиес€ чертежи объектов модул€ согласно √ќ—“. ”словное изображение может быть создано дл€ чертежа шестерни или чертежа зацеплени€ в сборке.
T-FLEX «убчатые передачи

–ис. 9. ќформление чертежа шестерни

—опр€жени€

ѕри проектировании передачи можно указать специальную опцию автоматического создани€ сопр€жений (рис. 10). “акие сопр€жени€ будут соответствовать передаточному отношению и позвол€т визуализировать вращение передачи, что позволит упростить подготовку модели дл€ приложени€ T-FLEX ƒинамика.
T-FLEX «убчатые передачи

–ис. 10. ѕрименение команды —опр€жени€ на шевронном зацеплении

“иповой процесс проектировани€ в T-FLEX «убчатые передачи

–ассмотрим общий пор€док работы в приложении T-FLEX «убчатые передачи на примере простого цилиндрического зацеплени€. ¬ начале работы пользователю необходимо запустить операцию создани€ требуемого зацеплени€ дл€ вызова интерфейса с выбором параметров. ¬ первую очередь предлагаетс€ задать параметры расчЄта геометрии:

  • выбор типа зацеплени€ Ч ¬нешнее или ¬нутреннее;
  • способ расчЄта передачи Ч ѕо числу зубьев или ѕо межосевому рассто€нию;
  • значение модул€ и другие параметры.

ƒалее необходимо задать основные параметры передачи (рис. 11). ѕриложение предлагает ввести только требуемые значени€, которые завис€т от выбранных параметров расчЄта геометрии. Ќапример, при выборе способа расчЄта передачи ѕо числу зубьев активируютс€ только соответствующие пол€.

T-FLEX «убчатые передачи

–ис. 11. ќкно создани€ зубчатого зацеплени€

Ќа этом этапе ввод основных параметров передачи завершаетс€, и приложение рассчитывает все геометрические параметры. ƒалее, в зависимости от требований пользовател€, можно либо создать передачу, либо продолжить задание дополнительных параметров (фасок, количества оборотов, крут€щего момента, материала и т. д.).  роме того, можно провести различные типы анализа дл€ передачи, например анализ прочности. ƒл€ этого в соответствующей закладке пользователю достаточно задать стандарт и определить основные параметры зацеплени€, шестерни и колеса. ¬се рассчитанные коэффициенты и параметры напр€жений можно оценить, вызывав окно  оэффициенты; при необходимости их можно скорректировать дл€ проведени€ анализа.
ќкно Ђ онтактное напр€жениеї

–ис. 12. ќкно Ђ онтактное напр€жениеї

¬ по€вившемс€ окне отображаютс€ контактные и изгибающие напр€жени€ (рис. 12). «начени€, отмеченные красным, не попадают под рассчитанные предельные значени€. ¬ окне результатов доступно формирование отчЄта по данному анализу. ѕосле завершени€ анализа и всех расчЄтов можно создавать 3D модель зубчатого зацеплени€ (рис. 13) и общий отчЄт, наполнение которого зависит от выбранных пользователем параметров.
T-FLEX «убчатые передачи

–ис. 13. ѕолученна€ модель зацеплени€ и часть отчЄта

3D модели зубчатых колЄс и зацеплений, создаваемые в T-FLEX «убчатые передачи, отличаютс€ высокой точностью геометрии. “аким образом, на экране отображаетс€ не просто шестерн€ или зацепление с качественной визуализацией, а готовое изделие, пригодное дл€ 3D печати и производства на станке с „ѕ”, содержащее всю необходимую сопроводительную документацию.  роме того, точна€ геометри€ полученных 3D моделей позвол€ет примен€ть дл€ прочностных расчЄтов и анализа движени€ специализированные приложени€ T-FLEX јнализ и T-FLEX ƒинамика. ¬ насто€щий момент приложение продолжает наполн€тьс€ другими типами зубчатых колЄс и зацеплений.


ѕодробнее о T-FLEX «убчатые передачи



¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора:  ак искусственный интеллект защищал Ђ√еометрическое моделированиеї Ќ.Ќ. √олованова от пиратства isicad.ru
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2021 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.