123221 (Использование современного программного обеспечения для проектировании цепной передачи в металлорежущем станке)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

Институт КП МТО

Кафедра ТМ

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Металлорежущие станки»

Использование современного программного обеспечения для

проектировании цепной передачи в металлорежущем станке

Студент группы 5ТМб-1

К. Н. Мускин

Преподаватель

А.С.Хвостиков

2009

Содержание

1 Введение

2 Краткая характеристика цепной передачи

3 Альтернативный способ передачи крутящего момента от двигателя к входному валу станка

4 Методика, лежащая в основе программных вычислений

5 Принцип работы программы

6 Код программы

7 Заключение

1. Введение

Целью данного проекта была разработка программы, написанной в среде визуального проектирования Delphi 7.0, которая бы избавила пользователя, поставившего себе цель – спроектировать цепную передачу, от трудоемкого поиска методик расчета этой передачи в книгах и справочниках. Суть программы – определить типоразмер цепи и геометрическую характеристику звездочки по заданным пользователем условиям. В программе учтены многие переменные, влияющие на конечный выбор стандартного типоразмера цепи.

Почему именно Delphi? Ответ прост.

Delphi - представляет собой уникальную систему разработки, в которой технология высокопроизводительной оптимизирующей компиляции сочетается с визуальными средствами разработки и масштабируемым процессором баз данных. Это позволяет создавать эффективные приложения Windows, работающие с базами данных, в том числе и приложения для систем клиент/сервер. Разработанные с помощью Delphi приложения, могут функционировать под практически любой 32 разрядной операционной системой типа Windows 95, 98, 2000, NT, XP.

Delphi - среда быстрого создания приложений и на данный момент является самой популярной средой разработки.

Delphi обладает рядом преимуществ разработки:

Поддержка большого числа разнообразных технологий доступа к данным.

-Быстрота разработки приложения.

-Высокая производительность разработанного приложения.

-Hизкие требования разработанного приложения к ресурсам компьютера.

-Hаращиваемость за счет встраивания новых компонент и инструментов

в среду Delphi.

-Возможность разработки новых компонент и инструментов собственными средствами Delphi (существующие компоненты и инструменты доступны в исходниках)

-Удачная проработка иерархии объектов.

2. Краткая характеристика цепной передачи

Цепные передачи предназначены для передачи движения с заданными усилиями и скоростями. Они могут работать в широком диапазоне передаваемых мощностей (от 0,1 кВт до 5000 кВт), скоростей (до 35 м/с), передаточных отношений (до 10 ). Цепная передача состоит из ведущей и ведомой звездочек и цепи, охватывающей звездочки и зацепляющейся за их зубья.

Цепные передачи обладают рядом достоинств:

-возможность применения в значительном диапазоне межосевых расстояний (до 8 м);

-меньшие, чем у ременных передач, габариты;

-отсутствие скольжения;

-высокий КПД;

-малые силы, действующие на валы, отсутствие необходимости в большом начальном натяжении;

-возможность легкой замены цепи;

-возможность передачи движения нескольким звездочкам.

Однако цепные передачи не лишены недостатков:

-отсутствие жидкостного трения в шарнирах и, следовательно, неизбежный износ, существенный при плохом смазывании и попадании пыли и грязи (износ шарниров приводит к увеличению шага звеньев и длины цепи, что вызывает необходимость применения натяжных устройств);

-более высокие требования к точности установки валов, чем в клиноременных передачах, и более сложный уход - смазка, регулировка.

-скорость движения цепи, особенно при малых числах зубьев звездочек, не постоянна, что вызывает колебания передаточного отношения, хотя эти колебания небольшие.

- передачи требуют установки на картерах;

Цепи, применяемые в машиностроении, по характеру выполняемой ими работы подразделяют на две группы – приводные и тяговые. В металлорежущих станках применяются приводные зубчатые цепи вследствие обеспечения ими более плавной работы, меньшего шума, высокой кинематической точности и обладания более высокой надежностью из –за отсутствия роликов и втулок, а также благодаря тому, что разрыв одной пластины не приводит к разрыву всей цепи.

3. Альтернативный способ передачи крутящего момента от двигателя к входному валу станка

Здесь мы рассмотрим преимущества и недостатки другой механической передачи, способной выполнять ту же роль что и рассматриваемая нами цепная передача.

Ремённые передача

Механизм, осуществляющий передачу вращательного движения с помощью ремня, охватывающего закрепленные на валах шкивы. Ремень, являясь промежуточной гибкой связью, передаёт крутящий момент с ведущего шкива на ведомый за счёт сил трения, возникающих между натянутым ремнем и шкивами. В зависимости от типа используемых ремней Р. п. могут быть плоскоремёнными, клиноремёнными и круглоремёнными. Получают распространение ременные передачи с поликлиновыми ремнями, имеющими клиновые выступы на внутренней стороне. Плоские и круглые ремни используются, как правило, по одному в передаче, а клиновые — по несколько штук (обычно не более 6—8).

Плоскоремённые передачи просты и удобны, позволяют применять обычные шкивы с гладкой поверхностью, способны работать при высоких скоростях (40—50 м/сек и выше). Однако такие Р. п. имеют невысокое тяговое усилие, значительные габариты и сравнительно малое передаточное отношение (обычно до 5).

Клиноремённые передачи, обеспечивая повышенное сцепление ремней со шкивами, позволяют сократить межосевое расстояние, уменьшить размеры передачи и повысить передаточное отношение (до 10—15). Круглоремённые передачи используются редко, главным образом в приводах малой мощности (настольные станки, швейные машины и т. п.).

Получают распространение ремни из высокоэластичных и прочных синтетических материалов, узкоклиновые и зубчатые ремни. ременные передачи распространены в приводах с/х машин, электрогенераторов, некоторых станков, текстильных и других машин. Ременные передачи. применяют обычно для передачи мощности до 30—50 квт. Известны установки мощностью в несколько сотен и даже тысяч квт, в которых также использованы ременные передачи.

Ремённые передачи обладают как рядом достоинств, так и рядом недостатков.

Достоинства ременной передачи:

конструктивная простота

относительно малая стоимость

способность передавать мощность на значительные расстояния (до 15 м и более)

плавность и бесшумность работы, предохранение механизмов от перегрузки за счёт упругих свойств ремня и его способности пробуксовывать по шкивам.

Недостатки ременной передачи:

- короткий срок службы ремней

-относительно большие размеры

-высокая нагрузка на валы и подшипники-

-непостоянство передаточного отношения (из-за неизбежного проскальзывания ремня).

4. Методика, на которой основана программа

Основу вычислительной программы составляют ряд указаний и формул, предложенных книгой А.А. Готовцева и И.П Котенкова «Проектирование цепных передач». Программа представляет собой более систематизированную методику, нацеленную именно на расчет зубчатой цепной передачи.

В качестве исходных параметров пользователю необходимо определится с:

-передаточным отношением передачи, U;

-межосевым расстоянием, A (мм);

-диаметром ведущей звездочки, De (мм) (должен быть не меньше 68 мм);

Данные переменные позволят рассчитать максимально допустимый диаметр звездочки по следующей формуле:

и сравнить его с введенным пользователем диаметром ведущей звездочки. Если указанное пользователем значение будет превышать максимальное программа известит пользователя об этом, и попросит его перезадать значение.

-частотой вращения ведущей звездочки, n (об/мин);

Это позволит произвести расчет скорости движения цепи по формуле:

-режимом работы цепи;

-температурой окружающей среды;

-передаваемой мощностью

Данные параметры влияют на выбор коэффициентов, которые в свою очередь помогают определить коффициент эксплуатации, рассчитывающийся по формуле:

Значение скорости, определенное ранее позволит высчитать коэффициент, учитывающий снижение несущей способности цепи, из – за центробежных сил, для зубчатых цепей:

- максимально допустимой частотой вращения, nmax (об/мин);

Это позволит определиться с шагом цепи.

-числом зубьев ведущей звездочки;

Это необходимо, чтобы определиться с числом звеньев цепи:

где

И впоследствии мы найдем длину цепи:

Далее программа проведет проверку цепи по двум условиям

- условие плавности:

В случае если данное условие не будет выполнятся, программа выдаст пользователю извещение об этом.

-условие долговечности:

Если данное условие не выполняется, то пользователь будет об этом информирован. И наконец, определив указанные выше параметры мы сможем посчитать ширину цепи:

Вторая часть расчетов посвящена геометрическому расчету звездочки. Программа рассчитывает и выводит на экран следующие параметры:

Половина углового шага τ, которая высчитывается по формуле:

Диаметр делительной окружности :

Радиальный зазор, е:

Высота зуба, h

Диаметр окружности впадин :