плагиат (1203995), страница 9
Текст из файла (страница 9)
62Создание твердотельной модели зуба рыхлителя в программе SolidWorksсостоит из нескольких этапов:- построение модели наконечника- построение модели зуба- построение модели адаптера- создание сборкиКаждый из этих этапов построения подразумевает множество подэтапов,которые требуют навыки построение геометрических объектов, знание правилпостроения тел и их элементов с помощью инструментов «Вытянутаябобышка», «Вытянутый вырез», а также знание требований к эскизам дляпостроения этих инструментов.3.2.1 Основные этапы моделирования усовершенствованного наконечникаСоздается основная форма наконечника.
Для этого чертится эскиз наплоскости спереди. По этому эскизу вытягивается бобышка, рисунок 3.2.1.1.Рис. 3.2.1.1 – Эскиз основной формы наконечникаВ итоге моделируется твердотельная деталь, показанная на рисунке3.2.1.2.Рис 3.2.1.2 – Модель твердотельной деталиСоздается внутренний вырез наконечника для установки его на зуб. Дляэтого чертиться эскиз на плоскости параллельной продольной оси детали.
Поданному эскизу вытягивается вырез в двух направлениях, рисунок 3.2.1.3.Рисунок 3.2.1.3 –Эскиз внутреннего вырезаСоздаются ребра на заострённой части. Для этого чертится эскиз наплоскости параллельной продольной оси детали. По данному эскизувытягивается бобышку в двух направлениях, рисунок 3.2.1.4.Рис. 3.2.1.4 – Эскиз ребра жесткостиСоздается отверстие для крепления наконечника к зубу. Для этогочертится эскиз, по которому вырезается вытянутый вырез, рисунок 3.2.1.5.Рис. 3.2.1.5 – Эскиз выреза отверстия для крепленияДалее множеством эскизов и вырезов по ним, применением фасок искруглений, деталь «обтачивается» и приобретает геометрическую формусоответствующую размерам наконечника, показанным на рисунке 3.2.1.6.Рис 3.2.1.6 – Готовая модель усовершенствованного наконечника3.2.2 Основные этапы моделирования зуба рыхлителяНа плоскости спереди чертится эскиз по размерам. По данному эскизувытягивается бобышка, рисунок 3.2.2.1.
Создается твердотельная деталь. Далееприменением фасок и скруглений создается готовая модель зуба,представленная на рисунке 3.2.2.2.Рис.3.2.2.1 – Эскиз моделирования зубаРис. 3.2.2.2 – Готовая модель зуба рыхлителя3.2.3 Основные этапы моделирования адаптераСоздаются боковые стенки адаптера. На плоскости спереди чертитьсяэскиз. По этому эскизу вытягивается бобышка.
Создается плоскостьпараллельно плоскости спереди на расстоянии ширины зуба, копируется эскиз ивытягивается бобышка, рисунок 3.2.3.1.Рис. 3.2.3.1 – Моделирование боковых стенок адаптераСоздается передняя стенка адаптера, которая и защищает зуб от износа.По уже существующему эскизу вытягиваем бобышку до следующей Добавляемна кромках скругления, получаем готовую модель адаптера, представленной нарисунке 3.2.3.3.Рис. 3.2.3.2 – Готовая модель адаптера3.2.4 Создание сборки зуба рыхлителя с наконечникомСоздается новый файл сборка, в который поочередно добавляется каждаяиз смоделированных раннее объектов. Посредством сопряжений каждая детальустанавливается на свое место в сборке, так, как это выглядит в реальнойконструкции рыхлителя.
Готовая модель сборки представлена на рисунке3.2.4.1.Рис. 3.2.4.1 – Модель сборки зуба рыхлителя с наконечникомОсновными плюсами твердотельного моделирования сборки зубарыхлителя являются:1. Лучшая визуализация и восприятие рабочего органа2. Автоматическое формирование двумерных чертежей3. Быстрота и легкость в процессе внесения изменений и корректировок вмодели4. Возможность анализа конструкции и материала при нагрузкахТаким образом создание твердотельной модели зуба рыхлителя в сбореявляется неоспоримым преимуществом в изучении его конструкции, способаработы, а так же облегчает возможность дальнейшей модернизациинаконечника, как его геометрической формы, так и материала.3.3 Инженерный анализ конструкции зуба рыхлителя3.3.1 Определение задачи инженерного анализаИзвестно, что зуб рыхлителя представляет собой металлическую стойку, спосадочным хвостовиком для крепления наконечника, который являетсянаиболее нагруженным элементов в конструкции рыхлителя.
Поэтому зубьяизготавливают из высокопрочных материалов с различной геометрическойформой и размерами. Таким образом инженерный анализ конструкции зубапозволит нам выяснить наиболее оптимальное исполнение зуба и наилучшийвариант крепления зуба к балке рыхлителя.3.3.2 Анализ зуба с различными вариантами поперечными сечениямиС помощью программы SolidWorks произведем анализ конструкциисозданной ранее модели зуба с тремя различными вариантами А, Б, Висполнения поперечных сечений (рисунок 3.3.2.1).Рисунок 3.3.2.1 – Поперечные сечения моделей зубьевРезультаты исследования зуба представлены в таблицах отчета.Сечение АТаблица 3.3.2.1 – Отчет результатов максимальных напряженийИмя Тип Мин МаксНапряжение1 VON: Напряжение Von Mises 0.0175642 N/mm^2(MPa)Узел: 1381283.13 N/mm^2(MPa)Узел: 283Сечение БТаблица 3.3.2.2 – Отчет результатов максимальных напряженийИмя Тип Мин МаксНапряжение1 VON: Напряжение Von Mises 71284.6 N/m^2Узел: 58562.8961e+008 N/m^2Узел: 11313Сечение ВТаблица 3.3.2.3 – Отчет результатов максимальных напряженийИмя Тип Мин МаксНапряжение1 VON: Напряжение Von Mises 64179.4 N/m^2Узел: 65263.59563e+008 N/m^2Узел: 285Результаты анализа показали, что модель зуба с прямоугольнымпоперечным сечением А является наиболее оптимальным в использовании, вотличие от других моделей зуба, так данная модель зуба испытываетнаименьшее максимальное напряжение3.3.3 Анализ зуба с различными условиями крепления к балке рыхлителяПервый вариант крепления - установка зуба в балку рыхлителя с зазором.Такой вариант крепления зуба наиболее приближен к реальной картине.
За счетзазора опорой зуба будет являться крайняя нижняя линия ребра балки. Второйвариант крепления – плотная установка зуба в балку рыхлителя. Такой варианткрепления можно достичь например прижимными болтами, которыевкручиваются в балку рыхлителя и плотно прижимают зуб рыхлителя к заднейчасти балки по всей поверхности. Результатом такого крепления будетуменьшение динамически нагрузок на зуб, а также опорой зуба будет являтьсявся задняя внутренняя поверхность балки.Для проведения анализа, в программе SolidWorks составляются дверазличных расчетных схемы крепления зуба рыхлителя к балке . В случаеустановки зуба с зазором, принимается расчетная схема, в которой опорой зубавыбирается участок на самом зубе приближенный к линии ребрасоприкосновения балки рыхлителя с зубом.
В случае плотной установки зуба,принимается расчетная схема, в которой опорой зуба выбирается поверхностьэтого зуба, которая будет соприкасаться с поверхностью балки рыхлителя.Шарнирное крепление в верхнем отверстие зуба для обоих случаев одинаково.Вариант установки зуба рыхлителя с зазоромТаблица 3.3.3.1 – Отчет результатов максимальных напряжений зуба сустановкой в балку с зазоромИмя Тип Мин МаксНапряжение1 VON: Напряжение VonMises0.0431613 N/mm^2(MPa)Узел: 1381424.686 N/mm^2(MPa)Узел: 283Вариант плотной установки зуба рыхлителя в балкеТаблица 3.3.3.2 – Отчет результатов максимальных напряжения для модели зубас плотной установкойИмя Тип Мин МаксНапряжение1 VON: Напряжение Von Mises 0.000176344 N/mm^2(MPa)Узел: 6474713.311 N/mm^2(MPa)Узел: 14085Максимальное напряжение зуба установленного с зазором ; максимальноенапряжение зуба с плотным креплениемРезультаты анализа показали, что вариант плотной посадки зубарыхлителя в балке не является более оптимальным.
Так как концентрациянапряжения распределяется только ниже соприкосновения с балкой, аконцентрация максимального напряжения так же, как и случае посадки сзазором находится на линии ребра соприкосновения балки с зубом. Этопроисходит из-за того, что плотная посадка не позволяет напряжению в зубераспределятся внутри балки.4 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯУСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО НАКОНЕЧНИКА4.1 Общие положенияВ дипломном проекте в качестве узла инициативы был выбранусовершенствованный наконечник рыхлителя с изменённой геометрическойформой и изменённым материалом.Рыхлители используются для рыхления и перемещения различных изачастую очень плотных каменистых или же мерзлых грунтов, деформациидорожных поверхностей.
При этом наконечники рыхлителя в таких условияхдолжны сохранять свою целостность и защищать навесное оборудование какможно дольше.Наконечники рыхлителя относятся к расходному инструменту,призванному защищать дорогостоящее сменное оборудования. Поэтому передработой рыхлителя наконечники закупаются у различных производителей.Своевременная замена наконечника позволяет предохранить зуб рыхлителя отполомок, а значит и общую сумму затрат на содержание техники. В это жевремя, слишком частая замена наконечника влечет чрезмерные расходы. Этирасходы можно избежать при выборе действительно качественныхнаконечников.В настоящей работе приведем сравнение двух наконечников различныхконструктивно-технологических исполнений – типового, модель «GETLF»(КНР), полученного литьем, и усовершенствованного, полученного ковкой [4].Покажем экономию затрат от закупки усовершенствованных наконечников иприрост производительности с их использованием.4.2 Расчет затрат на приобретение наконечниковЗатраты на приобретение наконечников модели «GETLF»где – цена наконечника модели «GETLF».
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
