Тема роботи: Розробка електронної моделі підготовки виробництва

Тема роботи: Розробка електронної моделі підготовки виробництва

Триступеневого співвісного редуктора

 

 

Виконавець

Студент групи

Володько О.Ю.

Керівник Сулейманов С.Л.

Нормоконтроль Горобець І.О.

 

 

ДОНЕЦЬК – 2008

Реферат

Записка пояснювальна: 101 стор., 22 рис., 24 табл., 3 додатка, 14 джерел.

Об'єкт проектування – триступеневий співвісний редуктор, калібр-скоба, автоматична лінія обробки вала-вихідного.

Мета роботи – підвищення ефективності конструкторсько-технологічної підготовки виробництва.

Спроектовано конструкцію редуктора з усіма необхідними розрахунками його елементів. Розрахований калібр-скоба для контролю точності поверхні вала.

Наведено аналіз технологічності конструкції деталі типу вал-вихідний, обгрунтовано спосіб отримання заготівки, розроблено маршрут обробки деталі, проведено вибір металоріжучого обладнання, ріжучого і вимірювального інструментів, розраховані режими різання. Проведено нормування розробленого технологічного процесу. Розроблено необхідний комплект технологічної документаціїї, до складу якої входять маршрутні, операційні карти ескізів, та карти наладок.

Спроектовано автоматичну лінію обробки вала-вихідного. Розроблена динамічна модель окремого зубчатого зачеплення.

МАРШРУТ, НОРМУВАНННЯ, КОМПЛЕКТ ДОКУМЕНТАЦІЇ, АВТОМАТИЧНА ЛІНІЯ, ДИНАМІЧНА МОДЕЛЬ

 

Зм iст

Вступ

1. Конструкторська підготовка виробництва

1.1 Визначення навантажувально-кінематичних параметрів приводу

1.2 Вибір двигуна

1.3 Вихідні дані для розрахунку передач приводу

1.4 Проектування передач приводу

1.5 Уточнення розрахункового навантаження

1.6 Уточнення граничних і допустимих напружень

1.7 Геометричні та конструктивні параметри циліндричних прямозубих коліс

1.8 Визначення крутних та згинальних моментів

1.9 Розрахунок вала на опір втомі

1.10 Вибір муфт

2. Метрологічна підготовка виробництва

2.1 Контроль розмірів деталей

2.2 Розрахунок розмірів калібрів для гладкого циліндричного з’єднання

2.3 Контроль точності зубчастої шестерні

3. Технологічна підготовка виробництва

3.1 Аналіз технологічності конструкції деталі

3.2 Вибір метода отримання заготівлі

3.3 Розробка маршрутного технологічного процесу

3.4 Вибір металообробного обладнання, різального та вимірювального інструменту

3.5 Визначення операційних припусків на механічну обробку

3.6 Розрахунок режимів різання

3.7 Нормування технологічного процесу

4. Автоматизація підготовки виробництва

4.1 Розрахунок технологічної продуктивності технологічного процесу

4.2 Аналіз базового операційного процесу за крітерієм забезпечення заданої змінної продуктивності

4.3 Уточнений розрахунок продуктивності автоматичної лінії

4.4 Опис роботи спроектованої автоматичної лінії

5. Динамічний аналіз об’єкту виробництва

5.1 Загальні положення про динаміку зубчастої передачі

5.2 Вихідні дані зубчастої передачі

5.3 Динамічна модель зубчастої передачі з двома ступенями свободи

5.4 Реалізація динамічної моделі в SIMULINK

5.5 Аналіз отриманих результатів

Висновки

Перелік використаних джерел

Вступ

 

Рівень розвитку машинобудування – один з найзначніших чинників технічного прогресу, оскільки корінні перетворення в будь-якій сфері виробництва можливі лише в результаті створення досконаліших машин і розробки принципово нових технологій. Розвиток і вдосконалення технології виробництва сьогодні тісно пов'язані з автоматизацією, створенням робототехнічних комплексів, широким використанням обчислювальної техніки, вживанням устаткування з числовим програмним управлінням. Функціонування цієї системи забезпечується за допомогою сучасних САПР, тісно пов’язаних одна з одною - взаємодія CAD-,CAM- та CAE-систем.

В умовах сучасного виробництво виникає завдання понизити терміни і витрати на виготовлення продукції. Причому зниження тривалості і витрат виробництва повинне здійснюватися не лише на етапі виготовлення, але і значною мірою на етапі проектування і розробки технічної документації. Це можна здійснити з використанням сучасних САПР. У даній бакалаврській роботі підготовка технічної документації здійснювалася за допомогою пакетів програм компанії АСКОН – САПР "ВЕРТИКАЛЬ" і "КОМПАС 3d". Використання даного інструменту дозволяє сучасному інженерові скоротити етап підготовки виробництва у декілька разів.

Комп’ютерна технологія покликана не тільки автоматизувати традиційно існуючі технологічні ланки, а принципово змінити саму технологію проектування та виробництва продукції на основі настроюваних багатоваріантних систем прийняття технічних рішень. Тільки в цьому випадку можна очікувати скорочення строків створення виробів, зниження витрат на весь життєвий цикл виробу, покращення якості виробів.

При створенні високотехнологічних виробів, в основі організації комп’ютерної технології знаходиться створення повної електронної моделі виробу на основі створення тримірних електронних моделей, це відкриває ширші можливості для створення більш якісної продукції та в більш стислі строки. Крім цього, необхідно забезпечити комплексну оцінку усіх створюваних даних електронної моделі та налагодження стратегії виконання конкретних етапів проектування.

Основою цієї системи є електрона модель підготовки виробництва, яка включає до свого складу 3D-моделі виробу, збірних одиниць та окремих деталей, усі необхідні креслення з технічними вимогами, необхідний комплект технологічної документації, а також засоби метрологічного контролю.

Якість виготовляємої продукції істотно підвищується лише при використанні єдиного підходу проектування підготовки виробництва, а саме поєднання конструкторської і технологічної частин проектування. У сучасних умовах проектування даний підхід стає максимально здійсненним завдяки створенню та використанню CAD, CAM і CAE систем, що дозволяє повністю автоматизувати процес проектування, істотно підвищує продуктивність праці, а також знижує собівартість продукції.

Вибір двигуна

 

Найбільш розповсюдженні в промисловості трифазні асинхронні електродвигуни з коротко замкнутим ротором. Ці двигуни мають найбільш просту конструкцію, найменшу вартість і мінімальні потреби в обслуговуванні.

Важливою перевагою асинхронних двигунів є можливість їх включення у електричну мережу перемінного струму без проміжних перетворювачів.

Виходячи з умов експлуатації приводу виберемо двигун серії 4А, асинхронних двигунів загального використання з чавунним корпусом (ГОСТ 19523-81) для кліматичних умов типу У (номінальні – сухе, чисте опалюване приміщення) категорії 3.

Конструктивно електродвигуни виконуються з кріпленням на лапах.

За отриманим значенням Р_дн з урахуванням умов експлуатації привода по табличним даним [1] вибираємо найближчу більшу номінальну потужність електродвигуна Р _дном. . Повинна виконуватись умова:

 

(1.11)

 

Обираю двигун 4А160S2У3, Р _дном= 15 кВт; = 1,4; n _дв = 2940 .

 

Контроль розмірів деталей

Для контролю розмірів тихохідного валу вибираю універсальні вимірювальні засоби. При вибиранні вимірювальних засобів враховую похибки виміру  [5, с.244], що припускається, а також граничну погрішність виміру приладів  [5, с.306…311]. При цьому повинна виконуватися умова:

 

(2.1)

 

Вибрані вимірювальні засоби приведені в таблиці 2.1.

 

Таблиця 2.1 - Універсальні вимірювальні засоби

Розмір	Допуск на розмір, Т мм	, мм	, мм	Межі вимірювання, мм	Умовне позначення
Ø45k7, Ø50Is7	0,016	0,007	±0,005	25…50	Калібр-скоба 8118-014-2 ГОСТ 2216-84
Ø80k7, Ø75n7, Ø70k7, Ø65d9	0,019	0,01	±0,005	50…100	Калібр-скоба 8118-014-2 ГОСТ 2216-84
40h12,	0,520	0,140	±0,1	0…300	Лінійка 300 ГОСТ 427-75
110h12	0,870	0,140	±0,1	0…300	Лінійка 300 ГОСТ 427-75
135h12	1,000	0,240	±0,1	0…300	Лінійка 300 ГОСТ 427-75
190h12	1,150	0,240	±0,1	0…300	Лінійка 300 ГОСТ 427-75
295h12	1,300	0,240	±0,1	0…300	Лінійка 300 ГОСТ 427-75
450h12	1,550	0,360	±0,1	0…500	Лінійка 500 ГОСТ 427-75

 

Висновки

 

Для досягнення мети даної бакалаврської роботи, а саме покращення ефективності констукторсько-технологічної підготовки, розроблена електронна модель підготовки виробництва триступеневого співвісного редуктора з усіма необхідними розрахунками конструктивних елементів (вали, колеса), а також вибором стандартних (підшипники, муфти) елементів. На основі наведених проектувальних та перевіркових розрахунків була створена 3D-модель редуктора.

Для подальшої розробки був обраний вал-вихідний. Для контролю точності поверхні вала ø70k7 під зубчасте колесо спроектовано калібр-скобу.

Наступним етапом була технологія обробки деталі за умов серіного виробництва. Для даного валу-вихідного проведено аналіз технологічності. Визначено економічний метод отримання заготівки. Економія коштів при обраному методу – штампуванні на ГКМ – у порівнянні з заготовкою з прокату складає 1926 гривень. На основі цього спроектована заготівка. Далі був розроблений, згідно з кресленням деталі, маршрут обробки деталі та призначені припуски на механічну обробку. Згідно з обраним маршрутом обробки, обране металообробне обладнання та технологічне оснащення – приладдя, вимірювальний та різальний інструмент. Розраховані режими різання та пронормована операція, яка містить найбільшу кількість переходів. На основі усіх отриманих та обраних показників розроблений комплект технологічної документації, складений із маршрутних та операційних карт, а також карт ескізів. Також розроблені креслення карт налагодження на 3 операції. Для більш продуктивної обробки деталі за умов великосерійного виробництва спроектована автоматична лінія для частини машруту обробки деталі.

Для визначення динамічних процесів в зубчастому зачепленні проведено динамічний аналіз однієї з передач редуктора. У результаті було встановлено, що на значення постійності передатного відношення суттєво впливає величина жорсткості зачеплення, і при розрахунку передач необхідно її враховувати. Оптимальним значенням жорсткості має бути .

Перелік використаних джерел

 

1. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з деталей машин. Розділ 1. "Вибір електродвигуна та визначення вихідних даних для розрахунку приводу", 2005 – 35 с.

2. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з деталей машин. Розділ 2, №1170. "Проектуваня зубчастих і черв'ячних передач", 2005 – 48 с.

3. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з деталей машин. Розділ 3. "Проектування валів та їх опор на підшипниках кочення" (для студентів напрямку „Інженерна механіка")/ Автори: О.В. Деркач, О.В. Лукічов, В.Б. Недосекін, Проскуряков С.В – Донецьк: ДонНТУ, 2005. 106 с.

4. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з деталей машин. Розділ 4. "Конструювання муфт і корпусів", 2005 – 40 с.

5. Проектирование и производство заготовок в машиностроении: Учеб. пособие/П.А. Руденко, Ю.А. Харламов, В.М. Плескач. – К.: Высшая школа, 1991. – 247с.

6. Расчет припусков и межпереходных размеров в машиностроении: Учеб. пособие/Я.М. Радкевич, В.А. Тимирязев, А.Г. Схиртладзе, М.С. Островский –М.: Высшая школа, 2004. – 272с.:ил.

7. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т2/ Под. ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. 4-е изд. М.: Машиностроение, 1985.- 496с.

8. Нормирование ТП. Справочник.

9. Методические указания по выполнению курсовых работ по дисциплине "Теория проектирования автоматизированных станочных комплексов" №774.Сост.:Л.П. Калафатова, А. Д. Молчанов Донецк ДонНТУ 2003. 47с.

10. Промышленные роботы. Справочник. Козырев Ю.Г.-М.: Машиностроение, 1988. -392с.

11. Ковейеры. Справочник. Р.Л. Зенков, А.Н.Гнутов. Под. ред. Пертена. – Л.: Машиностроение, 1984. – 366с.

12. Колебания прямозубых зубчатых колес, Б.М. Абрамов, издательство Харьковского университета Харьков 1968 – 176с.

13. Динамические процессы в механизмах с зубчатыми передачами, Генкин М.Д., "Наука" 1976 – 200с.

14. Динамические нагрузки в зубчатых передачах с прямозубными колесами, под Ред. Абрамов Б.М., Машиностроение 1956 – 145с.

Тема роботи: Розробка електронної моделі підготовки виробництва