ПЗ Орлов А.Д. 153 гр. (1221291), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Рисунок 2.11 – Схема колесной пары

На рисунке 2.12 приведена расчетная схема КМБ, для определения сил, действующих на колесную пару и раму тележки.

Рисунок 2.12 – Схема плоскопараллельного действия сил на ось и раму тележки КМБ

Согласно схемы, на колесную пару будет передаваться сила Z, приложенная к оси и часть силы по соотношению (B-a)/B. Таким образом на колесную пару будет передаваться сила Z=P(a/B), направленная вверх и разгружающая колесную пару. Из рисунка видно, что a=R+r, следовательно

. (2.8)

В точке подвешивания двигателя к раме приложена равная и противоположная сила: .

По формуле (2.8) определяем силы Z, Z̍̀:

.

Кроме этого, в точках C и B будут действовать силы P(r/b) (направленные в разные стороны) от реактивного момента М_р=Р_r.

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 по направлению движения, представленное на рисунке 2.13.

Расчетная схема тележки представлена на рисунке 2.14.

Далее на рисунке 2.15 представлена расчетная схема тележки под действием силы тяги.

Рисунок 2.13 – План опорно-осевого подвешивания ТЭД

Рисунок 2.14 – Расчетная схема тележки

Рисунок 2.15 – Расчетная схема тележки под действием силы тяги

3 АНАЛИЗ МОДЕЛИ ВЫПОЛНЕННОЙ В СРЕДЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

3.1 Классификация систем САПР

На сегодняшний день большинство российских предприятий в основном использую чертежи, выполненные в 2D системе. К 2D системам относятся такие программы как: AutoCAD, T-flex, КОМПАС, AlphaCAM, Техтран, ТИГРАС, MasterCAM и т.д.

По сравнению с 2D – системами, 3D - системы на производстве применяются гораздо реже, так как:

- программные пакеты объемного моделирования являются довольно дорогостоящими;

- требуют высокой квалификации работников и сложности освоения.

Но все же в последнее время 3D – системы становятся все более и более популярные, и необходимы в производстве. Скорее всего в будущем 3D – системы окончательно вытеснят 2D с рынка CAM/CAD – продуктов. В целом использование на производстве чертежей является неотъемлемой необходимостью.

САПР двухмерного проектирования – «2D-3D Легкие – Нижний уровень». Эти САПР служат для выполнения почти всех работ с двумерными чертежами и имеют ограниченный набор функций по трехмерному моделированию. С помощью этих систем выполняются порядка 90 % всех работ по проектированию. Хотя имеющиеся ограничения делают их не всегда довольно удобными. Область их работы – создание чертежей отдельных деталей и сборок. Платой за возросшие возможности является усложнение интерфейса и меньшее удобство в работе.

Характерные представители таких САПР – AutoCAD, CADdy, CADMECH Desktop, MasterCAM, T-flexCAD, OmniCAD, Компас-График [7].

САПР объемного моделирования – «3D – Средний уровень». По своим возможностям они полностью охватывают САПР «легкого веса», а также позволяют работать со сборками, по некоторым параметрам они уже не уступают тяжелым САПР, а в удобстве работы даже превосходят. Обязательным условием 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, и все еще продолжающий развиваться Mechanical Desktop, DesignSpace [7].

САПР объемного моделирования – «3D Тяжелые – Верхний уровень». Эти системы применяются для решения наиболее трудоемких задач – моделирования поведения сложных механических систем в реальном масштабе времени, оптимизирующих расчетов с визуализацией результатов, расчетов температурных полей и теплообмена и т.д. Обычно в состав системы входят, как чисто 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 значительную стоимость.

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 (ProEngineer, Unigraphics).

САПР «тяжелого» уровня не оптимальны для выпуска и корректировки конструкторской документации, которая по-прежнему составляет максимальную долю затрат на проектирование изделия. По мнению экспертов, количество рабочих мест таких САПР должно составлять приблизительно 5-10% от общего количества рабочих мест. Эта цифра подтверждается примерами наиболее успешных внедрений САПР на отечественных предприятиях, например, в САПР ЦКБ МТ «Рубин».

В зависимости от области применения требования к САПР сильно отличаются, но можно выделить основные:

- система должна быть открытой, то есть пользователь должен иметь возможность 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 хранения информации. Обязательна поддержка ГОСТ и ЕСКД (для конструкторских САПР). Крайне желательно наличие функций моделирования и параметрического проектирования;

- желательно, чтобы система функционировала на различных аппаратных и программных платформах;

- системой должна поддерживаться работа над проектом в многопользовательском режиме;

- необходима интеграция САПР в единую систему электронного документооборота и архива предприятия [7].

В данном дипломном проекте будет использоваться программа Solid Works, относящаяся к САПР среднего уровня, так как она имеет пакет встроенных программ, предназначенных для выполнения статического и динамического расчета. Такой пакет называется SolidWorks simulation, имеет простой интерфейс и предоставляет возможность учесть достаточное количество параметров, позволяющих с большой точностью рассчитать на прочность подвеску в сборке с КМБ.

3.2 Поставленные задачи и условия

В данном разделе необходимо исследовать модель подвешивания тягового электродвигателя ЭД-118 тепловоза серии (2)ТЭ10. Для выполнения поставленной 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 автоматического проектирования

Для анализа работы необходимо построить колесно-моторный блок, также подготовить его для исследований, сформировать сетку для использования метода конечных элементов, позволяющая проводить необходимые исследования с максимальной точностью.

За исходные данные используем геометрических параметров приведенные ранее в пункте 2 на рисунке рисунок 2.4.

Все размеры на эскизе в миллиметрах. Размеры, которые не отмечены на рисунке 3.2, представлены ранее в разделе 2. В сборке подвески используются детали с двумя видами стали: ВСт3; 60С2А. Параметры стали предварительно уточняются в программе Solid Works. Требуется проверить подвеску на наличие уязвимых мест. В анализе будет произведен статический и динамический расчет при различных случаях нагружения. Модель колесно-моторного блока тягового двигателя ЭД-118 представлена на рисунке 3.2.

В таблицах 3.1, 3.2 представим параметры сталей.

Таблица 3.1 – Параметры стали ВСт3

В таблице 3.1 представлены параметры стали используемой для создания балочек подвески ТЭД.

Таблица 3.2 – Параметры стали 60С2А

В таблице 3.2 представлены параметры стали используемой для создания пружин подвески ТЭД.

Далее представим детали колесно-моторного блока по отдельности и в сборке, для более наглядного представления.

Создание детали «Зубчатое колесо» рисунок 3.1.

Рисунок 3.1 – Зубчатое колесо

Создание детали «Бандаж колесной пары» рисунок 3.2.

Рисунок 3.2 – Бандаж колесной пары

Создание детали «Колесо» рисунок 3.3.

Рисунок 3.3 – Колесо

Характеристики

Список файлов ВКР