Синянский И.А
Эти элементы имеют место в корпусах. В местах расположения обрабатываемых платиков, приливов, бабышек и других элементов корпуса толщина скрепляемых стенок неодинакова. Для получения высококачественных отливок отношение толщины стенок при переходе от одного сечения к другому должно быть не более 4: 1, при этом берут меньшее соотношение. Основными конструктивными элементами корпуса являются фланцы 1, бабышки 2, приливы 3 и платики 4 (рис. 9.7)Корпусные детали могут иметь конструктивные и технологические уклоны. Формовочные уклоны со значением 4...80 создаются на поверхностях, перпендикулярных плоскости разъёма. На конструкцию корпуса влияет технология механической обработки. Механическая обработка корпусных деталей включает в основном обработку плоскостей, отверстий больших диаметров (для установки подшипников) и различных отверстий малых диаметров (под винты, штифты) обычно обрабатываемые отверстия формируются на одной высоте. Обрабатываемые плоские поверхности располагаются под углом 900 или в параллельных плоскостях. Растачивание отверстий выполняют обычно одного диаметра, следует сокращать номенклатуру диаметров мелких отверстий. Отверстия как гладкие, так и резьбовые обычно выполняют в деталях со сквозными корпусами. Со стороны входа метчика для его центрирования отверстия должны иметь фаску.
Рис. 9.7. Конструктивные элементы корпусов
Диаметр резьбовых отверстий для надёжной затяжки соединения рекомендуется использовать для миниатюрных деталей не менее М3, для более габаритных не менее М6. Оси всех отверстий располагают перпендикулярно технологической базовой плоскости корпусной детали. Для повышения жёсткости корпуса используют рёбра жёсткости. Толщину наружных рёбер жёсткости у их основания принимают равной (0, 9 ¸ 1, 1) d, а толщину внутренних из- за медленного остывания выбирают равной 0, 8 d. Рёбрам жёсткости дают уклон 10¸ 360, радиус при вершине угла R» 0, 5 d, а соотношение между высотой ребра и его толщиной у основания принимают равным примерно 4: 1. Обычно к корпусу присоединяют крышки, фланцы, кронштейны. Для установки и крепления таких деталей делают опорные платики или бабышки, поверхности которых рекомендуется располагать выше необрабатываемой поверхности на 0, 4 ¸ 0, 5 d. При разработке конструкции следует стремиться к созданию минимальных размеров, поэтому при компоновке механизма выбирают зазор между внутренними стенками корпуса и поверхностями вращающих деталей (0, 5- 0, 7)d, между поверхностей вращающихся деталей (0, 4- 0, 5)d, между торцевыми размерами зубчатых и червячных колёс зазор, равный (0, 4¸ 0, 5)d. Для крепления крышки к корпусу по всему контуру сопряжения предусматривают фланцы с отверстиями для крепёжных деталей (болтов, винтов). При креплении болтов ширину фланца принимают b»2, 7d, а оси на расстоянии 0, 5b, где d - диаметр отверстия. Толщины фланцев принимают h»1, 5d и уклон равный 100 по направлению к внешней кромке. При креплении резьбовыми деталями впотай (головки винтов, болтов) толщину стенки между дном цековки и плоскостью разъёма принимают равной d. Крепёжные крышки к корпусу с помощью шпилек наиболее рационально в конструкциях, подлежащим частой разборке и сборке, т.к. резьбовые отверстия в алюминиевых сплавах в этих условиях быстро изнашиваются. Поэтому в сильно нагруженном соединении рекомендуется устанавливать в корпус по посадке H7/p6 и H7/r6 стальную втулку с внутренней резьбой. Наружный диаметр втулки берётся равным dв»2d, где d – наружный диаметр сопряжённой с втулкой резьбовой детали. Втулка фиксируется от поворота кернением. Диаметр резьбовой детали для соединения корпуса по разъёму определяют по формуле d»0, 9 d 3 Ö d ³ 6 мм и округляют до ближайшего стандартного номинального значения наружного диаметра метрической резьбы. Крепёжные детали для соединения крышки с корпусом располагают по периметру их сопряжения с шагом fн=(12¸ 15) d, а глубина завинчивания в резьбовое отверстие корпуса выбирается равной L» (1, 5¸ 2) d. Толщину фланцев берут равной h»(2¸ 4)d, а ширину b»(5¸ 6)d. В разъемных корпусах фиксирование одной детали относительно другой осуществляется центрирующими заточками (при круглой форме корпуса) или двумя штифтами (при некруглой форме корпуса). Штифты ставят на наиболее возможном расстоянии друг от друга. Шаг, соединяющий обе части корпуса болтов в соединительном пояске Р = (10-15)d, где d –диаметр болта, принимаемый при толщине стенки d, равным d =(1, 2-1, 6)d. Малогабаритные корпусные детали могут изготавливаться прессованием из пластмасс, фенопласта, аминопласта, композиционных пластмасс. Их достоинствами являются стойкость, высокие электроизоляционные свойства, малая масса и стоимость. Форма прессованных корпусных деталей не должна препятствовать свободному течению массы при заполнении ею пресс- формы, поэтому следует стремиться к упрощению формы детали. Плоские поверхности высотой более 5-6 мм должны иметь технологические уклоны. Для повышения жесткости и прочности пластмассу можно армировать проволокой. Места переходов от меньшего сечения к большему следует выполнять с помощью радиусов закруглений и уклонов. По конструктивным соображениям стенки деталей следует утолщать при наличии отверстий, приливов, ступиц с канавкой, поясков и буртиков, рифлений. Для упрочнения торцов детали используют буртики, а для повышения жесткости- ребра жесткости. Оптимальная их толщина –0, 6-0, 8 толщины сопрягаемой стенки. При прессовании в детали может быть установлены штифты, винты и втулки. Металлические штампованные детали корпуса изготавливают с помощью вырубки, гибки и вытяжки из листа и полос (рис. 9.8). В качестве материала здесь применяют стали 08 кп, 10, 15, алюминиевые сплавы Д1А-М, Д16А-М, В95. Их соединяют винтами,.сваркой, пайкой, склеиванием. Для изготовления деталей сварных корпусов используют листовую и профильную сталь марок 10, Ст.2, сплавы алюминия АМг, АМц, Д1 и Д16. Свариваемые детали могут предварительно подвергнуться гибке и объемной штамповке. Обычно производят аргонодуговую сварку, а в отдельных случаях, для тонких деталей, используют контактную сварку, для снятия внутренних напряжений после сварки корпусы механизмов РЭС подвергают отжигу. Детали сборных корпусов изготавливают из листа, они имеют существенный недостаток – большой объем механической обработки. Двухплатные корпуса изготавливают из листового материала методом штамповки.
Рис. 9.8. Виды операций при штамповке: отрезка (а), вырубка и пробивка (б), просечка (в), надрезка (г), гибка (д), выдавка (е), отвортовка (ж), вытяжка (з) и высадка (и)
Соединение и фиксацию двух пластин корпуса производят с помощью стоек, имеющих заточки под развальцовку или резьбу, при последующей затяжке гайками. Материалом пластин выступает штампованная сталь, дюралюминий, титановые сплавы. Высокую точность размеров между отверстиями в корпусе обеспечивают расточкой по координатам, сверлением по кондуктору и шаблонам. посадочные поверхности под подшипники, являющиеся опорами валов - Ra = 1, 6 мкм. При производстве несущих конструкций РЭС применяют штамповку, которая состоит из разделительных и формообразующих операций. К разделительным относятся операции отрезки, вырубки, пробивки, надрезки, с помощью которых изготавливают плоские детали и заготовки (рис.9.8 а), формообразующими являются операции гибки, выдавки, отбортовки, вытяжки, высадки (рис.9.8 б). Чаще всего корпусные детали подвергают гибке. Следует учитывать, что при этом происходит уменьшение материала в месте изгиба, которое тем больше, чем меньше радиус гибки, а это может приводить к появлению трещин. Минимальный радиус гибки R для листового проката в холодном состоянии при толщине листа S равен
R=k1 k2 S, (9.3)
где k1 – коэффициент, зависящий от марки материала и выбираемый по ГОСТ 17040-71 и для алюминиевых сплавов k1 =1.5 - 2; k2 – коэффициент, определяемый углом гибки, равный при α = 900 значению k2= 1, 0, при α = 600 значению k2= 1, 3, при α = 450 значению k2= 1, 5. Форма выкройки при гибке детали вне пределов кромки показана на рис. 9.9 а, в пределах кромки – на рис. 9.9 б, при гибке края под прямым углом - на рис. 9.9 в, на - рис. 9.9 г при скруглении края детали в одной плоскости. Ниже даны получаемые при этом корпусные детали. Диаметры отверстий определяют в зависимости от толщины листа S: при S = 0, 6- 1, 5 мм диаметр d=3-5 мм, при S = 1, 5- 3, 0 мм диаметр d=5-8 мм. При конструировании плоских корпусных деталей необходимо уделять особое внимание их жесткоти, поскольку многие детали работают в условиях интенсивных механических воздействий: вибраций, ударов и линейных ускорений. Жесткость обеспечивается выбором необходимой толщины детали, что часто неприемлемо из-за увеличения ее массы. В этих случаях жесткость листовой детали можно увеличить путем применения всевозможных выдавок и отбортованных краев, зигов. Это относится к большим плоским поверхностям. Формы выдавок могут быть прямоугольными, круглыми, кольцевыми и т.д
Рис. 9.9. Форма выкроек при гибке штампованных деталей
Рекомендуемые соотношения при выдавке H=(2-5)S, =(2-5)S, где H -высота выдавки, S – толщина листа. Размеры диаметров D выбирают конструктивно. Размеры зиговок (рис. 9.7, е) зависят от толщины материала и бывают нормальные и уменьшенные. При нормальных размерах зиговок S=0.5- 1 мм, расстояние между выдавками А=20 мм, радиус выдавок R= 4 мм, H=3 мм, при уменьшенных А=10 мм, R= 2, 5 мм, H=2 мм. Формы разбортовок для утопления головок винтов, нарезания резьбы, а также повышения жесткости и формирования направляющих показаны на рис. 9.7 ж. Рекомендуемые соотношения при разбортовке R > 1+1.5 S, H=0, 8d, где диаметр предварительного отверстия d=D+S+0, 85R-2H. Выдавку и разбортовку используют при изготовлении корпусных деталей типа корпуса механизма, шасси и панелей. Наружные поверхности корпуса для защиты от влаги защищают лакокрасочным покрытием с предварительной грунтовкой и шпаклевкой, внутреннюю поверхность корпуса грунтуют. Защита механизма в корпусе от попадания пыли обеспечивается фетровыми и манжетными уплотнителями, для стыковочных мест – прокладками из резины и пластмасс. При конструировании корпусов механизмов РЭС необходимо стремиться к максимальной типизации и унификации элементов конструкции деталей. При конструировании корпусных деталей за базовые поверхности следует принимать поверхности, обеспечивающие строгую ориентацию детали относительно координатных осей станка и исходной точки начала траектории движения инструмента. Рекомендуется в качестве базовых поверхностей использовать плоские наружные поверхности корпуса. Простановка размеров для литой детали производится от левого края детали. Для штампованных корпусных деталей за технологическую базу принимают расстояние между двумя отверстиями (рис. 9.10), от которых идёт простановка остальных размеров детали.
Рис. 9.10. Размеры литой (а) и штампованной (б) детали
На чертеже обычно указывают толщину детали как справочный размер и несопрягаемые размеры выполняют с квалитетами H14, h14; ± JT14/2. Нанесение на чертеже размеров должно обеспечивать полную автоматизацию механической обработки, для этого совмещают конструкторские и технологические базы. Металлические втулки, входящие в состав сборочных единиц, часто стандартизованы. На гладкие втулки с диаметром от 1 мм выше имеется ОСТ 4.200.07 – 78.
Контрольные вопросы
1.Какие конструкции зубчатых колес используются при проектировании механизмов РЭС? 2.Чем обусловлено применение составных колес в виде сборочных единиц? 3.Какие конструкции дисков и ремней используются при проектировании фрикционных механизмов? 4.Что указывается на рабочем чертеже зубчатого колеса кроме размеров его конструктивных элементов? 5.Как определяют размеры пружины для составного люфтовибирающего колеса? 6.Какие виды формообразующих операций используются при проектировании шампованных деталей? 7.Чем характеризуются литые корпусные детали? 8.Объясните основные типовые конструкции валов и осей и из каких материалов их изготавливают? 9.Какие требования предъявляются к штампованным корпусным деталям? 10. Что принимается за базовые поверхности при конструировании корпусных деталей? 11. Какие конструкции червячных колес используются при проектировании механизмов РЭС? 12. Как определяется минимальный радиус гибки при разработки корпусных деталей? 13. Чему равна ширина и толщина фланцев литых деталей механизмов РЭС?
10. ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА
К программам расчета относятся текстовые программы: Zub.pas, hard.pas и fric.pas. Программы составлены для версии языка Turbo pascal 7.0 и работают с любым персональным компьютером класса Pentium с обьемом оперативной памяти 256 мегабайт. В программе Zub.pas создается экран и программа ожидает одно из восьми возможных событий главного меню: “1. Внешний вид механизма. 2. Расчет геометрии механизма. 3. Прочностной расчет передачи. 4. Расчет КПД механизма. 5. Силовой расчет механизма. 6. Расчет вала на прочность. 7.Сведения об авторах 8. Выход из программы.” При вводе внешнего вида дается краткое описание геометрии, а затем при расчете выбирается тип передачи: 1 – прямозубая, 2 – косозубая, 3 – червячная. Вводится шаг, определяется модуль и выбирается стандартный модуль, вводится число колес и зубьев и автоматически рассчитывается геометрия передачи. В программе Zub.pas демонстрируется также основные приемы расчета прочности, силового расчета, коэффициент полезного действия различных зубчатых передач с использованием входных файлов: mechan.dat, mechan1.dat, mechan2.dat, mechan3.dat задающих стандартные значения модуля, коэффициента формы YF (mechan.dat) в зависимости от числа зубьев (mechan1.dat) и значение стандартного межосевого расстояния (mechan3.dat). работа программы заключается в воде определенных стандартных параметров, необходимых для расчета геометрии, силовых характеристик, динамических параметров и прочности зацеплений на контактные напряжения и изгиб. Выполнение любого из возможных 8 событий начинается с нажатия заданной цифры и клавиши “Enter”, переводящей экран к активному режиму, а при нажатии цифры 8 обеспечивается выход из программы. Программа Zub.pas требует наличия файлов qraph.tpu и eqavqa.bgi, находящихся в библиотеке Turbo pascal 7.0 /10-12/. Программа hard.pas и fric.pas производит расчет геометрии фрикционных передач с жесткой и гибкой связями, их силовой расчет и расчет зацеплений на прочность. Основной пункт главного “меню” включает: “1. Расчет кинематики. 2. Силовой расчет. 3. Расчет зацеплений на прочность. 4. Выход из программы.”
Нажатием соответствующей клавиши (номера), обеспечивается ввод в соответствующий пункт расчета, а при нажатии клавиши “4” – выход из программы.
Листинг программы Zub.pas (Программа рсчета зубчатых механизмов)
program zub; uses graph, crt; var gd, gm: integer; key: char; procedure box(x1, y1, x2, y2, color: integer); begin setfillstyle(1, color); bar(x1, y1, x2, y2); setlinestyle(0, 1, 3); moveto(x1+7, y1+5); lineto(x1+7, y2-5); lineto(x2-7, y2-5); lineto(x2-7, y1+5); lineto(x1+7, y1+5); end; procedure title; begin setbkcolor(black); setcolor(red); settextjustify(1, 1); settextstyle(1, 0, 5); outtextxy(310, 100, 'РАСЧЕТ'); setcolor(green); outtextxy(310, 150, 'ЗУБЧАТОЙ'); outtextxy(310, 200, 'ПЕРЕДАЧИ'); repeat until keypressed; key: =readkey; clearviewport; end; procedure point_1; const pi=3.1416; var flag: boolean; arccoords: arccoordstype; i, j, st_ang, end_ang, x1, x2, y1, y2, x0, y0, l, c: integer; d, z, ang_0, s1_ang, s1_s_ang, s2_s_ang, x_center: array [1..2] of integer; t, s1, s1_s, s2_s, d1, d2: array [1..2] of real; ang: array [1..20, 1..2] of integer; begin d[1]: =200; z[1]: =20; z[2]: =10; {Вычисление дополнительных параметров} d[2]: =trunc(d[1]*z[2]/z[1]); for i: =1 to 2 do begin t[i]: =d[i]*pi/z[i]; d1[i]: =d[i]+0.6*t[i]; d2[i]: =d[i]-0.4*t[i]; s1[i]: =0.5*t[i]; s1_ang[i]: =trunc(180/z[i]); end; clearviewport; l: =trunc(d1[1]+d2[2]+2) div 2; x_center[1]: =trunc(320+l/2); x_center[2]: =x_center[1]-l; ang_0[1]: =180-trunc(s1_ang[1]/2); ang_0[2]: =270-s1_ang[1]; setbkcolor(black); setcolor(green); for i: =0 to 1 do begin setactivepage(i); setcolor(white); setbkcolor(black); end; for i: =1 to 2 do begin s1_s[i]: =0.6*s1[i]; s1_s_ang[i]: =trunc(360*s1_s[i]/(d1[i]*pi)); s2_s[i]: =0.6*s1[i]; s2_s_ang[i]: =trunc(360*s2_s[i]/(d2[i]*pi)); end; repeat for j: =0 to 1 do begin if j=0 then begin setactivepage(0); setvisualpage(1); end else begin setactivepage(1); setvisualpage(0); end; cleardevice; setcolor(white); settextjustify(1, 1); outtextxy(330, 30, 'Геометрия зубчатой передачи'); setcolor(white); for c: =1 to 2 do begin flag: =false; for i: =1 to z[c] do begin {Окружность выступов} st_ang: =trunc(ang_0[c]+(s1_ang[c]-s1_s_ang[c]) div 2); end_ang: =trunc(ang_0[c]+s1_ang[c]-(s1_ang[c]-s1_s_ang[c]) div 2); arc(x_center[c], trunc(getmaxy/2), st_ang, end_ang, trunc(d1[c]/2)); ang_0[c]: =trunc(ang_0[c]+s1_ang[c]); getarccoords(arccoords); if flag=true then begin x2: =arccoords.xstart; y2: =arccoords.ystart; line(x1, y1, x2, y2); end else begin x0: =arccoords.xstart; y0: =arccoords.ystart; end; x1: =arccoords.xend; y1: =arccoords.yend; {Окружность впадин} st_ang: =trunc(ang_0[c]+(s1_ang[c]-s2_s_ang[c]) div 2); end_ang: =trunc(ang_0[c]+s1_ang[c]-(s1_ang[c]-s2_s_ang[c]) div 2); arc(x_center[c], trunc(getmaxy/2), st_ang, end_ang, trunc(d2[c]/2)); ang_0[c]: =trunc(ang_0[c]+s1_ang[c]); getarccoords(arccoords); x2: =arccoords.xstart; y2: =arccoords.ystart; line(x1, y1, x2, y2); x1: =arccoords.xend; y1: =arccoords.yend; flag: =true; end; x1: =arccoords.xend; y1: =arccoords.yend; line(x1, y1, x0, y0); circle(x_center[c], trunc(getmaxy/2), trunc(d[c]/8)); setfillstyle(1, blue); if ang_0[c]> 360 then ang_0[c]: =ang_0[c]-360; ang_0[c]: =ang_0[c]+1; if c=2 then ang_0[2]: =ang_0[2]-1-trunc(z[1]/z[2]); end; end; until keypressed; key: =readkey; setactivepage(0); setcolor(yellow); circle(x_center[1], trunc(getmaxy/2), trunc(d1[1]/2)); circle(x_center[2], trunc(getmaxy/2), trunc(d1[2]/2)); outtextxy(180, 50, 'Это-окружность выступов'); repeat until keypressed; key: =readkey; setcolor(green); circle(x_center[1], trunc(getmaxy/2), trunc(d2[1]/2)); circle(x_center[2], trunc(getmaxy/2), trunc(d2[2]/2)); outtextxy(165, 70, 'Это-окружность впадин'); repeat until keypressed; key: =readkey; setcolor(CYAN); circle(x_center[1], trunc(getmaxy/2), trunc(d[1]/2)); circle(x_center[2], trunc(getmaxy/2), trunc(d[2]/2)); outtextxy(135, 90, 'А это-делительная'); outtextxy(230, 110, 'окружность'); repeat until keypressed; key: =readkey; settextjustify(0, 2); setcolor(magenta); outtextxy(15, 270, 'Окружности впадин и выступов очерчивают нижнюю'); outtextxy(15, 290, 'и верхнюю границы зуба. Делительная окружность'); outtextxy(15, 310, 'разделяет зуб на две части - головку и ножку. Очевидно, '); outtextxy(15, 330, 'что высота зуба равна сумме высот ножки и головки.'); repeat until keypressed; key: =readkey; clearviewport; end; procedure point_2; label 4; var p, d, m, h, aw, b1, ha, hf, ha1, c, pci, i, u, re, rm, me, dl1, dl2, de1, de2, he, dae1, dae2, b, q, d1, da1, df1, d2, da2, df2, hf1, dn, kn, b2, ham: real; z, z1, z2, n, n1, rec, otv1: integer; a, da, df: array[1..18] of real; w: array[1..17] of real; procedure pryam; begin clrscr; write('Введите шаг[мм] зубчатого колеса - '); readln(p); m: =p/pi; clrscr; writeln('ряд 1: 0.1; 0.12; 0.15; 0.2; 0.25; 0.3; 0.4; 0.5; '); writeln(' 0.6; 0.8; 1.0; 1.25; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0; '); writeln(' 4.0; 5.0'); writeln; writeln('ряд 2: 0.14; 0.18; 0.22; 0.28; 0.35; 0.45; 0.55; 0.7; '); writeln(' 0.9; 1.125; 1.375; 1.75; 2.25; 2.75; 3.5; 4.5; '); writeln(' 5.5; 6.0'); writeln; writeln('Вычесленное значение модуля m[мм]= ', m: 5: 3); writeln; writeln('Выберете стандартный модуль '); write('используя ряд 1 или ряд 2 -'); readln(m); writeln; ha1: =1; c: =0.25; write('Введите число зубчатых колес - '); readln(n); n1: =1; i: =1.0; clrscr; repeat write('Введите число зубьев ', n1, '-го колеса-'); readln(z); d: =m*z; a[n1]: =d; writeln('Делительный диаметр ', n1, '-го колеса d[мм] = ', d: 5: 2); writeln; if n1> 1 then i: =i*a[n1]/a[n1-1]*(-1); n1: =n1+1; until n1> n; writeln('Для продолжения нажмите любую клавишу'); repeat until keypressed; clrscr; writeln('Значение передаточного отношения i=', i: 6: 3); if i< 0 then u: =i*(-1) else u: =i; ha: =ha1*m; hf: =(ha1+c)*m; h: =ha+hf; writeln('Высота зуба h[мм] = ', h: 5: 2); n1: =1; repeat da[n1]: =a[n1]+2*ha1*m; writeln('Значение диаметра вершины зубьев', n1, '-го колеса da[мм] = ', da[n1]: 5: 2); df[n1]: =a[n1]-2*(ha1+c)*m; writeln('Значение диаметра впадин df[мм] = ', df[n1]: 5: 2); n1: =n1+1; until n1> n; n1: =1; repeat aw: =0.5*(a[n1]+a[n1+1]); write('Значение межосевого расстояния', n1, '-й зубчатой пары '); writeln('aw[мм]=', aw: 6: 2); n1: =n1+1; until n1=n; writeln('Определение ширины зубчатого венца--'); writeln('! Выбор коффициента pciba! '); writeln('--------------------------------------------------'); writeln('! 0.01-0.1! Кинематические и легконагруженные передачи! '); writeln('--------------------------------------------------'); writeln('! 0.1-0.25! Легко и средненагруженные передачи! '); writeln('--------------------------------------------------'); writeln('! 0.25-0.40! Зубчатые педачи при повышенной жесткости валов! '); writeln('--------------------------------------------------'); write('Выберите значение коэффициента pciba= '); readln(pci); b1: =aw*pci; writeln('Ширина венца зубчатого колеса b[мм]=', b1: 5: 2); end; procedure kosoz; begin write('Введите шаг[мм] зубчатого колеса - '); readln(p); write('Введите число зубьев 1-го колеса-'); readln(z1); write('Введите число зубьев 2-го колеса-'); readln(z2); clrscr; me: =p/pi; re: =0.5*me*sqrt(sqr(z1)+sqr(z2)); writeln('Значение внешнего конусного расстояния re[мм] = ', re: 7: 4); writeln; b: =0.3*re; rm: =re-0.5*b; writeln('Значение среднего конусного расстояния rm[мм] = ', rm: 7: 4); writeln; dl1: =arctan(z1/z2); dl2: =pi/2-dl1; writeln('Углы делительных конусов: '); writeln(' dl1[рад] = ', dl1: 7: 4); writeln(' dl2[рад] = ', dl2: 7: 4); writeln; de1: =me*z1; de2: =me*z2; writeln('Внешний делительный диаметр: '); writeln(' de1[мм] = ', de1: 7: 4); writeln(' de2[мм] = ', de2: 7: 4); writeln; ha1: =1; ha: =ha1*me; dae1: =de1+2*ha*cos(dl1); dae2: =de2+2*ha*cos(dl2); writeln('Внешний диаметр вершин: '); writeln(' dae1[мм] = ', dae1: 7: 4); writeln(' dae2[мм] = ', dae2: 7: 4); writeln; c: =0.2; he: =(2*ha1+c)*me; writeln('Внешняя высота зуба he[мм] = ', he: 7: 4); writeln; b: =sqrt(re*re-sqr(de1/2)); writeln('Расчетное расстояние b[мм] = ', b: 7: 4); writeln; u: =z2/z1; writeln('Передаточное число в конической передаче u = ', u: 7: 4); end; procedure cherv; begin clrscr; write('Введите шаг[мм] = '); readln(p); clrscr; m: =p/pi; writeln('Значение модуля зацепления в осевом сечении червяка m =', m: 6: 3); writeln('ряд 1: 0.10; 0.125; 0.16; 0.2; 0.25; 0.315; 0.4; 0.5; '); writeln(' 0.63; 0.8; 1.0; 1.25; 1.6; 2.0; 2.5; 3.15; '); writeln(' 4.0; 5.0'); writeln; writeln('ряд 2: 0.12; 0.15; 0.3; 0.6; 1.5; 3.0; 3.5; 4.0; 5.0; '); writeln; writeln('Вычесленное значение модуля m[мм]= ', m: 5: 3); writeln; writeln('Выберете стандартный модуль '); write('используя ряд 1 или ряд 2 -'); readln(m); write('Введите число зубьев колеса ='); readln(z2); write('Введите число витков червяка ='); readln(z1); writeln(' Табл.1 '); writeln('------------------------------------------------------'); writeln('! m! q! z1! '); writeln('------------------------------------------------------'); writeln('! 1.0! 16! 1! '); writeln('!! 20! 1; 2; 4! '); writeln('------------------------------------------------------'); writeln('! 1.25! 12.5; 16; 20! 1; 2; 4! '); writeln('------------------------------------------------------'); writeln('! 1.6! 10; 12.5; 16; 20! 1; 2; 4! '); writeln('------------------------------------------------------'); writeln('! 2.0; 2.5; 3.15! 8; 10; 12.5; 16! 1; 2; 4! '); writeln('!! 20!! '); writeln('------------------------------------------------------'); writeln('Выберете коэффициенты диаметра червяка q из табл.1'); writeln('в соответствии с модулем m и z1 '); write('q = '); readln(q); clrscr; ha1: =1.0; c: =0.2; hf1: =ha1+c; d1: =m*q; da1: =d1+2*ha1*m; df1: =d1-2*(ha1+c)*m; writeln('Значение делительного диаметра червяка d1[мм] = ', d1: 8: 3); writeln('Значение диаметра вершин червяка da1[мм] = ', da1: 8: 3); writeln('Значение диаметра впадин червяка df1[мм] = ', df1: 8: 3); writeln; if (z1=1)or(z1=2) then b1: =(11+0.06*z2)*m else b1: =(12.5+0.09*z2)*m; writeln('Значение длины нарезанной части червяка b1[мм] = ', b1: 8: 3); writeln('Угол обхвата червяка колесом 2*delta=70...120'); writeln('Угол зацепления aw=20'); writeln; d2: =m*z2; da2: =m*(z2+2); df2: =m*(z2-2.4); if z1=1 then kn: =2*m; if z1=2 then kn: =1.5*m else kn: =m; dn: =da2+kn; writeln('Значение делительного диаметра колеса d2[мм] = ', d2: 8: 3); writeln('Значение диаметра вершин колеса da2[мм] = ', da2: 8: 3); writeln('Значение диаметра впадин колеса df2[мм] = ', df2: 8: 3); writeln('Значение начального диаметра колеса dn[мм] = ', dn: 8: 3); b2: =0.75*da1; writeln('Ширина венца зубчатого колеса b[мм]=', b2: 5: 2); ham: =arctan(m*z1/d1); writeln('Значение делительного угла подъема винтовой линии gamma[рад] = ', ham: 5: 3); aw: =0.5*m*(z2+q); writeln('Значение межосевого расстояния aw = ', aw: 8: 3); i: =z2/z1; writeln('Значение передаточного отношения i=', i: 6: 3); end; begin closegraph; 4: clrscr; writeln('Выберете тип передачи (1-прямозубая; 2-косозубая; 3-червячная)'); read(rec); case rec of 1: pryam; 2: kosoz; 3: cherv; end; writeln('Для продолжения нажмите любую клавишу'); repeat until keypressed; clrscr; writeln('Желаете ли продолжить работу с программой? [1=да/2=нет]'); read(otv1); if otv1=1 then goto 4; initgraph(gd, gm, 'c: \tp\bgi'); exit end; procedure point_3; label 1; var i, z1, z2, x, z: integer; g, c, s, d, u, t, e1, e2, f, f1, x1, amod2, amod3, zs, kfs, kfl, yf, signfs, signfa, signf0, sf, b1, b2, sh, sh1, aw, signh, yf1, yf2, s1, s2, sn, l, kb1, kb2, ep, sg, a1, a, amod, amod1: real; ff: text; w: array[1..35] of real; w1: array[1..11] of real; q, kb, nh, siga, sign, sigb, sig: array[1..2] of real; procedure delw; var i: integer; begin for i: =1 to 35 do w[i]: =0; end; begin closegraph; 1: clrscr; textbackground(1); clrscr; write('Введите тип материала колеса (1-сталь; 2-бронза; 3-латунь) '); readln(x); write('Введите коэффициент динамической нагрузки g = '); readln(g); write('Введите коэффициент динамичности внешней нагрузки c = '); readln(c); write('Введите коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба s = '); readln(s); write('Введите коэффициент длины зуба pciba = '); readln(d); write('Введите передаточное число u = '); readln(u); write('Введите крутящий момент на шестерне t = '); readln(t); write('Введите модуль упругости материала шестерни e1 = '); readln(e1); write('Введите модуль упругости материала колеса e2 = '); readln(e2); writeln('Введите число оборотов зубчатых колес q1, q2 '); readln(q[1]); readln(q[2]); write('Введите срок службы зацепления l = '); readln(l); write('Введите значение твердости шестерни kb1 = '); readln(kb[1]); write('Введите значение твердости колеса kb2 = '); readln(kb[2]); write('Введите допускаемый коэффициент безопасности sh = '); readln(sh); write('Введите допускаемый коэффициент безопасности для изгиба sh1 = '); readln(sh1); for i: =1 to 2 do begin nh[i]: =60*l*q[i]; sigb[i]: =(2*kb[i]+70)/sh; if x=1 then x1: =2 else x1: =1.2; siga[i]: =x1*sigb[i]; f: =0.0012*sqr(sqr(kb[i]))/nh[i]; if x=1 then f1: =1/6; if (x=2) or (x=3) then f1: =1/8; sign[i]: =sigb[i]*exp(f1*ln(f)); sig[i]: =sign[i]; if siga[i]< sign[i] then sig[i]: =siga[i]; if sigb[i]> sign[i] then sig[i]: =sigb[i]; end; sg: =sig[1]; if sig[2]< sig[1] then sg: =sig[2]; ep: =2.0*e1*e2/(e1+e2); f1: =(t*g*c*s*ep)/(sqr(sg)*d*u); a1: =0.82*(u+1.0)*exp((1/3)*ln(f1)); assign(ff, 'mechan3.dat'); reset(ff); i: =1; while not eoln(ff) do begin read(ff, w[i]); i: =i+1; end; close(ff); i: =1; repeat i: =i+1; aw: =w[i]; until w[i]> =a1; delw; sf: =1.75; kfs: =1; kfl: =1; if kb[1]> kb[2] then signf0: =1.8*kb[2] else signf0: =1.8*kb[1]; signfa: =(signf0/sf)*kfs*kfl; b2: =d*aw; b1: =1.12*b2; amod2: =6.8*t*(u+1)/(u*a1*b1*signfa); assign(ff, 'mechan.dat'); reset(ff); i: =1; while not eoln(ff) do begin read(ff, w[i]); i: =i+1; end; close(ff); i: =0; repeat i: =i+1; amod: =w[i]; until w[i]> =trunc(amod2*10)/10; delw; writeln; zs: =2*aw/amod; z1: =trunc(zs/(u+1)); z2: =trunc(zs-z1); signh: =310/(aw*u)*sqrt(t*1.2*(u+1)* sqr(u+1)/b2); writeln('siga1[МПа] = ', siga[1]: 6: 1); writeln('siga2[МПа] = ', siga[2]: 6: 1); writeln('sigb1[МПа] = ', sigb[1]: 6: 1); writeln('sigb2[МПа] = ', sigb[2]: 6: 1); writeln('signfa[МПа] = ', signfa: 6: 1); writeln('Стандартное значение модуля amod = ', amod: 5: 3); writeln('Приблеженное межосевое расстояние a1 = ', a1: 8: 4); writeln('Точное межосевое расстояние a = ', aw: 8: 4); writeln('Расчетное контактное напряжение signh = ', signh: 6: 1); assign(ff, 'mechan1.dat'); reset(ff); i: =1; while not eoln(ff) do begin read(ff, w[i]); i: =i+1; end; close(ff); assign(ff, 'mechan2.dat'); reset(ff); i: =1; while not eoln(ff) do begin read(ff, w1[i]); i: =i+1; end; close(ff); i: =0; repeat i: =i+1; if i< > 11 then begin if z1=w[i] then yf1: =w1[i]; if z2=w[i] then yf2: =w1[i]; end; if (z1> w[i])and(z1< w[i+1])and(i< =10) then yf1: =(w1[i]+w1[i+1])/2; if (z2> w[i])and(z2< w[i+1])and(i< =10) then yf2: =(w1[i]+w1[i+1])/2; if z1> 100 then yf1: =3.6; if z2> 100 then yf2: =3.6; until i> 10; s1: =1.8*kb[1]/1.75/yf1; s2: =1.8*kb[2]/1.75/yf2; sn: =s1; yf: =yf2; if s1> s2 then begin sn: =s2; yf: =yf1; end; if z1> z2 then z: =z2 else z: =z1; signfs: =yf*(2*t/(amod*z)/(b2*amod))*1.4; writeln('Прочность зубьев на изгиб signf2[МПа] = ', signfs: 6: 1); textbackground(black); repeat until keypressed; initgraph(gm, gd, 'c: \tp\bgi'); end; procedure point_4_1; var f_n, f_tr, z1, z2, n: real; begin closegraph; clrscr; writeln('Введите нормальную нагрузку в зацеплении зубчатых колес Fn[H]='); gotoxy(63, 1); read(f_n); writeln('Введите коэффициент трения скольжения в зацеплении fтр='); gotoxy(56, 2); read(f_tr); writeln('Введите число зубьев первого колеса z1='); gotoxy(40, 3); readln(z1); writeln('Введите число зубьев второго колеса z2='); gotoxy(40, 4); readln(z2); writeln; writeln('Надо подумать...'); delay(20); writeln; n: =1-(f_n+3)*f_tr*3.14*(1/z1+1/z2)/(f_n+0.18); writeln('КПД механизма равен ', n); repeat until keypressed; initgraph(gd, gm, 'c: \tp\bgi'); end; procedure point_4_2; var b, ro, n: real; begin closegraph; clrscr; writeln('Введите угол наклона зубьев ведомого колеса бета2='); gotoxy(51, 1); read(b); b: =b*3.14/180; writeln('Введите приведенный угол трения в зацеплении ro='); gotoxy(50, 2); read(ro); ro: =ro*3.14/180; writeln; n: =0.95*sin(b)*cos(b+ro)/(cos(b)*sin(b+ro)); writeln('КПД механизма равен ', n); repeat until keypressed; initgraph(gd, gm, 'c: \tp\bgi'); end; procedure point_4_3; var z, d, m, ro, tangent, ang, n: real; begin closegraph; clrscr; writeln('Введите число витков червяка z='); gotoxy(32, 1); read(z); writeln('Введите диаметр червяка d='); gotoxy(28, 2); read(d); writeln('Введите модуль передачи m='); gotoxy(28, 3); read(m); writeln('Введите приведенный угол трения в зацеплении ro='); gotoxy(49, 4); read(ro); ro: =ro*3.14/180; tangent: =z*m/d; ang: =arctan(tangent); n: =0.95*tangent*cos(ang+ro)/sin(ang+ro); writeln('КПД механизма равен ', n); repeat until keypressed; initgraph(gd, gm, 'c: \tp\bgi'); end; procedure point_4; label 1; begin 1: clearviewport; settextjustify(1, 1); setbkcolor(darkgray); setcolor(white); box(163, 28, 470, 75, magenta); settextstyle(1, 0, 1); outtextxy(320, 50, 'Выбор типа передачи'); box(180, 140, 460, 230, cyan); settextjustify(0, 1); outtextxy(200, 160, '1. Прямозубая'); outtextxy(200, 180, '2. Косозубая'); outtextxy(200, 200, '3. Червячная'); repeat until keypressed; key: =readkey; case key of '1': point_4_1; '2': point_4_2; '3': point_4_3; else goto 1; end; clearviewport; end; procedure point_5_1; var t, d, a, ft, fr, fn: real; begin closegraph; clrscr; writeln('Введите крутящий момент T='); gotoxy(28, 1); read(t); writeln('Введите диаметр колеса d='); gotoxy(27, 2); read(d); writeln('Введите угол альфа-дубль-в='); gotoxy(29, 3); read(a); a: =a*3.14/180; ft: =2*t/d; fr: =ft*sin(a)/cos(a); fn: =ft/cos(a); writeln('Ft=', ft); writeln('Fr=', fr); writeln('Fn=', fn); repeat until keypressed; initgraph(gd, gm, 'c: \tp\bgi'); end; procedure point_5_2; var t, d, g, a, fi, ft1, ft2, fn, fr: real; begin closegraph; clrscr; writeln('Введите крутящий момент Т2='); gotoxy(28, 1); read(t); writeln('Введите диаметр d2='); gotoxy(20, 2); read(d); writeln('Введите делительный угол подъема винтовой линии гамма='); gotoxy(55, 3); read(g); g: =g*3.14/180; writeln('Введите угол альфа-дубль-в='); gotoxy(28, 4); read(a); a: =a*3.14/180; writeln('Введите угол трения ='); gotoxy(22, 5); read(fi); fi: =fi*3.14/180; ft2: =2*t/d; fr: =ft2*sin(a)/cos(a); ft1: =ft2*sin(g+fi)/cos(g+fi); fn: =ft2/(cos(g)*cos(a)); writeln; writeln('Ft1=', ft1); writeln('Fr=', fr); writeln('Ft2=', ft2); writeln('Fn=', fn); repeat until keypressed; initgraph(gd, gm, 'c: \tp\bgi'); end; procedure point_5; label 1; begin 1: clearviewport; settextjustify(1, 1); setbkcolor(darkgray); setcolor(white); box(163, 28, 470, 75, magenta); settextstyle(1, 0, 1); outtextxy(320, 50, 'Выбор типа передачи'); box(180, 140, 460, 210, cyan); settextjustify(0, 1); outtextxy(200, 160, '1. Прямозубая'); outtextxy(200, 180, '2. Червячная'); repeat until keypressed; key: =readkey; case key of '1': point_5_1; '2': point_5_2; else goto 1; end; clearviewport; end; procedure point_6; var d, Mp, sigma_i, Fx, sigma_s, t, tau, sigma: real; begin closegraph; textbackground(blue); clrscr; writeln('Введите диаметр сечения d[мм]='); gotoxy(31, 1); read(d); writeln('Введите расчетный изгибающий момент Мр[Н*мм]='); gotoxy(46, 2); read(Mp); sigma_i: =Mp/(0.1*d*d*d); writeln('Введите силу, вызывающую сжатие или растяжение Fx[H]='); gotoxy(54, 3); read(Fx); sigma_s: =Fx*4/(3.1415*d*d); writeln('Введите крутящий момент Tх[Н*мм]='); gotoxy(34, 4); read(t); tau: =t/(0.2*d*d*d); sigma: =sqrt((sigma_i+sigma_s)*(sigma_i+sigma_s)+3*tau*tau); writeln; writeln('Приведенное напряжение СИГМАпр=', sigma); repeat until keypressed; initgraph(gd, gm, 'c: \tp\bgi'); end; procedure point_7; begin setbkcolor(black); clearviewport; settextjustify(1, 1); setcolor(cyan); outtextxy(320, 50, 'Программу разработал: '); outtextxy(320, 180, 'доцент кафедры РЭУС'); outtextxy(320, 200, 'Андреев Игорь Викторович'); repeat until keypressed; key: =readkey; clearviewport; end; procedure main_menu; label 1, 2; begin 2: settextjustify(1, 1); setbkcolor(darkgray); setcolor(white); box(163, 28, 470, 75, magenta); settextstyle(1, 0, 1); outtextxy(320, 50, 'Расчет зубчатой передачи'); box(120, 120, 520, 300, cyan); settextjustify(0, 1); outtextxy(140, 140, '1. Внешний вид механизма'); outtextxy(140, 160, '2. Расчет геометрии механизма'); outtextxy(140, 180, '3. Прочностной расчет механизма'); outtextxy(140, 200, '4. Расчет КПД механизма'); outtextxy(140, 220, '5. Силовой расчет механизма'); outtextxy(140, 240, '6. Расчет вала на прочность'); outtextxy(140, 260, '7. Сведения об авторах'); outtextxy(140, 280, '8. Выход из программы'); repeat until keypressed; key: =readkey; case key of '1': point_1; '2': point_2; '3': point_3; '4': point_4; '5': point_5; '6': point_6; '7': point_7; '8': goto 1; end; goto 2; 1: end; begin gd: =vga; gm: =vgamed; initgraph(gd, gm, 'c: \tp\bgi'); title; main_menu; closegraph; end. Листинг программы Hard.pas
{Программа расчета фрикционной передачи с жесткой связью} program Hard; uses crt; label 1, 2; var key, key1: char; FD1, FD2, FE, FI12: real; GUp, GHp, GN1, GP1, Gh, GT1, GT2: real; HR1, HR2, HE1, HE2, HM1, HM2, HF, HB, HSigmaDop, HSigma, HRpr, HEpr: real; begin Textcolor(White); Textbackground(Blue); 1: Clrscr; writeln('Расчет механизма жесткой передачи'); writeln(' Выберите пункт меню: '); writeln; writeln('1 - расчет кинематики; '); writeln('2 - силовой расчет; '); writeln('3 - расчет зацепления на прочность'); writeln('4 - выход из программы.'); Key: =readkey; case key of '1': begin writeln('Кинематика: '); write('Введите диаметр первого шкива D1: '); readln(FD1); write('Введите диаметр второго шкива D2: '); readln(FD2); write('Введите коэффициент E: '); readln(FE); FI12: =FD2*FE/FD1; writeln('Передаточное отношение I12 =', FI12: 8: 2); end; '2': begin writeln('Силовой: '); write('Двигатель с редуктором? (1-да, 2-нет)'); readln(key1); if key1='1' then begin write('Введите передаточное число редуктора Up: '); readln(GUp); write('Введите КПД редуктора: '); readln(GHp); end; write('Введите число оборотов двигателя n1: '); readln(GN1); write('Введите мощность двигателя P1: '); readln(GP1); write('Введите КПД передачи: '); readln(GH); write('Введите передаточное отношение I12: '); readln(FI12); if key1='1' then GT1: =((9550*GP1)/(GN1*GUp))*GHp else GT1: =9550*GP1/GN1; GT2: =GT1*FI12*GH; writeln('Крутящий момент на ведущем валу: ', GT1: 8: 2); writeln('Крутящий момент на ведомом валу: ', GT2: 8: 2); end; '3': begin writeln('Прочность: '); writeln('Введите радиусы кривизны в точках контакта: '); write(' R1: '); readln(HR1); write(' R2: '); readln(HR2); writeln('Введите модули упругости дисков: '); write(' E1: '); readln(HE1); write(' E2: '); readln(HE2); writeln('Введите коэфф. Пуассона материалов дисков: '); write(' M1: '); readln(HM1); write(' M2: '); readln(HM2); write('Введите силу притяжения дисков: '); readln(HF); write('Введите ширину площадки контакта: '); readln(HB); write('Введите допустимое контактное напряжение: '); readln(HSigmaDop); HRpr: =HR1*HR2/(HR1+HR2); HEpr: =2*HE1*HE2/(HE1*(1-HM2*HM2)+HE2*(1-HM1*HM1)); HSigma: =sqrt((1/(2*pi))*(HF/HB)*(HEpr/HRpr)); writeln('Контактное напряжение: ', HSigma: 8: 2); If HSigma > HSigmaDop then writeln('Расчет не верен, так как контактное ', 'напряжение больше допустимого'); end;
|
