Антиплагиат_Полный_Орлов (1221284), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Таким образом на колесную парубудет передаваться сила Z=P(a/B), направленная вверх и разгружающаяколесную пару. Из рисунка видно, что a=R+r, следовательно. (2.8)В точке подвешивания двигателя к раме приложена равная и31противоположная сила: .По формуле (2.8) определяем силы Z, Z:.Кроме этого, в точках C и B будут действовать силы P(r/b) (направленные вразные стороны) от реактивного момента Мр=Рr.Реакция в точке C рассчитывается по формуле:. (2.9)По формуле (2.9) определим реакцию в точке С:.Реакция в точке B рассчитывается по формуле:. (2.10)По формуле (2.10) определим реакцию в точке B:.Рассмотрим опорно-осевое подвешивание ТЭД, расположенное за осью понаправлению движения, представленное на рисунке 2.13.Расчетная схема тележки представлена на рисунке 2.14.Далее на рисунке 2.15 представлена расчетная схема тележки под действиемсилы тяги.32Рисунок 2.13 – План опорно-осевого подвешивания ТЭДРисунок 2.14 – Расчетная схема тележки33Рисунок 2.15 – Расчетная схема тележки под действием силы тяги343 АНАЛИЗ МОДЕЛИ ВЫПОЛНЕННОЙ В СРЕДЕАВТОМАТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ3.1 Классификация систем САПРНа сегодняшний день большинство российских предприятий в основномиспользую чертежи, выполненные в 2D системе.
К 2D системам относятсятакие программы как: AutoCAD, T-flex, КОМПАС, AlphaCAM, Техтран,ТИГРАС, MasterCAM и т.д.По сравнению с 2D – системами, 3D - системы на производствеприменяются гораздо реже, так как:- программные пакеты объемного моделирования являются довольнодорогостоящими;- требуют высокой квалификации работников и сложности освоения.Но все же в последнее время 3D – системы становятся все более и болеепопулярные, и необходимы в производстве.
Скорее всего в будущем 3D –системы окончательно вытеснят 2D с рынка CAM/CAD – продуктов. В целомиспользование на производстве чертежей является неотъемлемойнеобходимостью.САПР двухмерного проектирования – «2D-3D Легкие – Нижний уровень».Эти САПР служат для выполнения почти всех работ с двумерными чертежами иимеют ограниченный набор функций по трехмерному моделированию. Спомощью этих систем выполняются порядка 90 % всех работ попроектированию.
Хотя имеющиеся ограничения делают их не всегда довольноудобными. Область их работы – создание чертежей отдельных деталей исборок. Платой за возросшие возможности является усложнение интерфейса именьшее удобство в работе.Характерные представители таких САПР – AutoCAD, CADdy, CADMECHDesktop, MasterCAM, T-flexCAD, OmniCAD, Компас-График [7].САПР объемного моделирования – «3D – Средний уровень».
По своим 1035возможностям они полностью охватывают САПР «легкого веса», а такжепозволяют работать со сборками, по некоторым параметрам они уже неуступают тяжелым САПР, а в удобстве работы даже превосходят. Обязательнымусловием является наличие функции обмена данными (или интеграции).Это не просто программы, а программные комплексы, в частности:SolidWorks SolidEdge, Cimatron, Form-Z, Autodesk Inventor, CAD SolidMaster, ивсе еще продолжающий развиваться Mechanical Desktop, DesignSpace [7].САПР объемного моделирования – «3D Тяжелые – Верхний уровень».
Этисистемы применяются для решения наиболее трудоемких задач –моделирования поведения сложных механических систем в реальном масштабевремени, оптимизирующих расчетов с визуализацией результатов, расчетовтемпературных полей и теплообмена и т.д. Обычно в состав системы входят, какчисто графические, так и модули для проведения расчетов, и моделирования,постпроцессоры для станков с ЧПУ.
К сожалению, эти, самые мощные САПР,наиболее громоздки и сложны в работе, а также имеют значительнуюстоимость.Примерами «тяжелых» САПР могут служить такие продукты, как: ADAMS,ANSYS, CATIA, EUCLID3, Pro/ENGINEER, UniGraphics [7].Стоимость всех САПР соотносятся по уровням следующим образом:- нижний: $500-$2000 за рабочее место (AutoCAD, AutoCAD LT, Компас);- средний: $2000-$20000 (Inventor, Mechanical Desktop, SolidWorks);- верхний: более $20000 ( 10 ProEngineer, Unigraphics).САПР «тяжелого» уровня не оптимальны для выпуска и корректировкиконструкторской документации, которая по-прежнему составляет максимальнуюдолю затрат на проектирование изделия. По мнению экспертов, количестворабочих мест таких САПР должно составлять приблизительно 5-10% от общегоколичества рабочих мест. Эта цифра подтверждается примерами наиболееуспешных внедрений САПР на отечественных предприятиях, например, в САПРЦКБ МТ «Рубин».В 10 зависимости от области применения требования к САПР сильно 1036отличаются, но можно выделить основные:- система должна быть открытой, 10 то есть пользователь должен иметьвозможность настраивать и надстраивать систему в зависимости от своих нужд.Например, пользователь может подключать свои программные модули,написанные на языках программирования высокого уровня;- система должна работать со стандартными протоколами обмена и храненияинформации.
Обязательна поддержка ГОСТ и ЕСКД (для конструкторскихСАПР). Крайне желательно наличие функций моделирования ипараметрического проектирования;- желательно, чтобы система функционировала на различных аппаратных ипрограммных платформах;- системой должна поддерживаться работа над проектом вмногопользовательском режиме;- необходима интеграция САПР в единую систему электронногодокументооборота и архива предприятия [7].В 10 данном дипломном проекте будет использоваться программа Solid Works,относящаяся к САПР среднего уровня, так как она имеет пакет встроенныхпрограмм, предназначенных для выполнения статического и динамического .3.2 Поставленные задачи и условияВ данном разделе необходимо исследовать модель подвешивания тяговогоэлектродвигателя ЭД-118 тепловоза серии (2)ТЭ10.
Для выполненияпоставленной задачи, необходимо выполнить следующие условия:- нагрузить модель колено-моторного блока статическими нагрузками;- нагрузить модель колесно-моторного блока динамическими нагрузками;- выявить наиболее нагруженные места;- предложить методы по модернизации.3.3 Анализ результатов, полученных в среде автоматическогопроектирования37Для анализа работы необходимо построить колесно-моторный блок, такжеподготовить его для исследований, сформировать сетку для использованияметода конечных элементов, позволяющая проводить необходимыеисследования с максимальной точностью.За исходные данные используем геометрических параметров приведенныеранее в пункте 2 на рисунке рисунок 2.4.Все размеры на эскизе в миллиметрах.
Размеры, которые не отмечены нарисунке 3.2, представлены ранее в разделе 2. В сборке подвески используютсядетали с двумя видами стали: ВСт3; 60С2А. Параметры стали предварительноуточняются в программе Solid Works. Требуется проверить подвеску на наличиеуязвимых мест. В анализе будет произведен статический и динамический расчетпри различных случаях нагружения. Модель колесно-моторного блока тяговогодвигателя ЭД-118 представлена на рисунке 3.2.В таблицах 3.1, 3.2 представим параметры сталей.Таблица 3.1 – Параметры стали ВСт3Параметр Значение Единица измеренияМодуль упругости 210000 Н/мм2Коэффициент Пуассона 0,28000 Модуль сдвига 78000 Н/мм2Массовая плотность 7800 кг/м3Предел прочности прирастяжении450Н/мм2Предел текучести 240 Н/мм2Теплопроводность 41 Вт/мКУдельная теплоемкость 490 Дж/кгКВ таблице 3.1 представлены параметры стали используемой для созданиябалочек подвески ТЭД.38Таблица 3.2 – Параметры стали 60С2АПараметр Значение Единица измеренияМодуль упругости 211999 Н/мм2Коэффициент Пуассона 0,28000 Модуль сдвига 76800 Н/мм2Массовая плотность 7820 кг/м3Предел прочности прирастяжении1270 Н/мм2Предел текучести 1090 Н/мм2Теплопроводность 28 Вт/мКУдельная теплоемкость 510 Дж/кгКВ таблице 3.2 представлены параметры стали используемой для созданияпружин подвески ТЭД.Далее представим детали колесно-моторного блока по отдельности и всборке, для более наглядного представления.Создание детали «Зубчатое колесо» рисунок 3.1.Рисунок 3.1 – Зубчатое колесоСоздание детали «Бандаж колесной пары» рисунок 3.2.39Рисунок 3.2 – Бандаж колесной парыСоздание детали «Колесо» рисунок 3.3.Рисунок 3.3 – КолесоСборка детали «Бандаж с колесом» рисунок 3.4.40Рисунок 3.4 – Бандаж с колесомСоздание детали «Ось КП» рисунок 3.5.Рисунок 3.5 – Ось КПСоздание детали «ТЭД» рисунок 3.6.41Рисунок 3.6 – ТЭДСоздание детали «Подвеска» рисунок 3.7.Рисунок 3.7 – ПодвескаОбщий вид модели КМБ представлен на рисунке 3.8.42Рисунок 3.8 – Модель колесно-моторного блока тягового двигателя ЭД-1183.4 Статический расчет подвескиПроизводится статический расчет в первом случае нагружения подвески.Первый случай, когда на КМБ и подвеску ТЭД действует только сила тяжести,вид нагрузки представлен на рисунке 3.9.
Фиксированная геометрияустанавливается на нижнюю балочку, таким образом с эмитируется жесткаязаделка с рамой тележки. Шарнирное крепление устанавливается на оси КП вместе крепления букс, для правильного восприятия нагрузок программой.Рисунок 3.9 – Первый вид нагрузки43Результаты расчета представлены на рисунках в виде эпюр построенных впрограмме. На рисунке 3.10 изображена эпюра напряжений, на рисунке 3.11эпюра перемещений. На эпюрах видно, что максимальное напряжениеобразуется в пружинах подвески равное 222,065 Н/мм2, а максимальноеперемещение равно 3,516 мм.Рисунок 3.10 – Эпюра напряжений под действием силы тяжестиРисунок 3.11 – Эпюра перемещений под действием силы тяжестиДалее произведен статический расчет для второго случая нагружения КМБ.Второй случай, когда помимо силы тяжести действует момент на КП (момент44действует в сторону подвески), вид нагрузки представлен на рисунке 3.12.Рисунок 3.12 – Второй вид нагрузкиНа рисунке 3.13 изображена эпюра напряжений, на рисунке 3.14 эпюраперемещений.
На эпюрах видно, что максимальное напряжение образуется впружинах подвески, равное 497,935 Н/мм2, а максимальное перемещение равно7,884 мм.Рисунок 3.13 – Эпюра напряжений под действием силы тяжести и момента45Рисунок 3.14 – Эпюра перемещений под действием силы тяжести и моментаДалее произведен повторный статический расчет для различных значениймоментов на КП. Результаты сведены в таблицу 3.3.Таблица 3.3 – Результаты статического расчетаМомент направлен в сторону подвескиM1, Нмм M2, Нмм Напряжение, Н/мм2 Перемещение, мм15640 2720 497,935 7,88412512 2176 442,742 7,0119384 1632 387,572 6,1376256 1088 332,404 5,2633128 544 277,239 4,39По данным таблице 3.3 построен график (рисунок 3.15) зависимостинапряжения от перемещения.Далее произведен статический расчет для третьего случая нагружения КМБ.Третий случай, по аналогии со вторым, только момент направлен в другуюсторону, так как расположение тяговых двигателей по отношению кнаправлению движения поезда на тележках различается (момент действует вобратную сторону), вид нагрузки представлен на рисунке 3.16.46Рисунок 3.15 – График зависимости напряжения от перемещенияРисунок 3.16 – Третий вид нагрузкиНа рисунке 3.17 изображена эпюра напряжений, на рисунке 3.18 эпюраперемещений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
