Моделювання конструкції швидкохідного редуктора для випробувального стенду в середовищі CAD системи
Автор: Туряб Іван Іванович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У машинобудівній промисловості застосування редукторів є досить поширеним і водночас необхідним, незалежно від того, чи йдеться про штучне, серійне чи масове виробництво. Основне призначення можна сформулювати як допоміжні засоби, які прискорюють, полегшують і дозволяють підвищити ефективність виробництва. Основні функції включають передачу крутного моменту з заданою швидкістю. Також необхідно забезпечити співвісність крутних моментів, що підвищить надійність експлуатації редуктора. Особливість полягає в тому, що редуктор повинен обертатися навколо осі фланця двигуна, щоб осьову висоту вихідних шестерень можна було регулювати на +/- 50 [мм] у висоту. Крім того, редуктор буде з косовим зачеплення. Уловлювання осьових зусиль від зачеплення буде здійснюватися через осьові кільця, розташовані на шестернях. Тому розроблення швидкісного редуктора з орієнтацією по вертикалі осі вихідного валу для співвісності передачі крутного моменту, - є актуальною задачею та становить науковий інтерес. Об’єкт дослідження: навантаження на конструкцію швидкісного редуктора. Предмет дослідження: швидкісний редуктор за динамічного навантаження та напруження й деформації які виникають в процесі передачі крутного моменту. Мета дослідження: розроблення двошвидкісного високошвидкісного редуктора для випробувального стенду. У першому розділі проведено огляд механізмів передач. За результатами аналізу встановлено, що редуктор буде з косовим зачеплення. Уловлювання осьових зусиль від зачеплення буде здійснюватися через осьові кільця, 5 розташовані на шестернях. Редуктор обертається навколо осі фланця двигуна, щоб осьову висоту вихідних шестерень можна було регулювати по висоті. Для реалізації поставленої мети магістерської роботи поставлені задачі. У другому розділі розроблено конструкцію редуктора і поворотної платформи. Проведено конструктивне компонування шестерень. Розраховано основі передачі, шестерні, вали, та посадки під підшипники. Розроблено складальне креслення та 3D модель редуктора. Розроблено конструкцію поворотного механізму, який приводиться в дію гвинтовим приводом. Черв’ячне колесо є частиною верхньої перекидної плити. Нахил верхньої пластини редуктора здійснюється обертанням черв’ячного валу. Між пластиною та нижньою частиною корпусу буде ковзна посадка. У третьому розділі проведено модальний аналіз використовується для визначення динамічних властивостей конструкції. Результатом цього аналізу є отримання значень власних частот, яким відповідають відповідні власні форми (коливання). Ці автоколивання виникають в компонентах під час роботи внаслідок дії різноманітних динамічних сил, які викликають механічні коливання. Значення цих власних частот необхідно порівняти з частотами збудження. Резонанс виникає, коли власні частоти однакові або близькі до частот збудження. Під час резонансу структура коливається, а компонент зазнає динамічної напруги. За власної частоти коливання 2520,53 Гц результати моделювання показали, що амплітуда коливань не перевищує 0,0732 мм. Ці коливання є на поверхні кришки корпусі біля отворів для маніпуляції та на петлях нижньої половини корпусу. Там амплітуда коливання не перевищує 0,0659 мм. За власної частоти коливання 2599,6 Гц амплітуда коливання значно менше поширена на поверхні корпусу редуктора. Але в одному краю біля отвору 0,192 мм. За власної частоти 6102,74 Гц результати моделювання показали, що амплітуда коливань не перевищує 0,216 мм. Однак деформації спостерігаються в нижній і верхній частинах корпусу на ребрах жорсткості. 6 Аналогічно за власної частоти коливання 6200,29 Гц амплітуда деформації не перевищує 0,335 мм лише в одному місці, і по ребрах жорсткості верхньої кришки – в межах 0,223 мм. В четвертому розділі приведено економічну оцінку проектного рішення. Термін розробки та впровадження проектного рішення триватиме 89 днів, а витрати на його розробку і впровадження складатимуть 51971,18 грн. Дане проектне рішення матиме термін використання – 5 років. Річні витрати на експлуатацію проектного рішення становитимуть 43595,0 грн. Проектне рішення має ціну споживання для організації-розробника 166,17 грн. за день та для організації-покупця – 168,05 грн. за день протягом усього терміну використання. Ключові слова: редуктор, потужність, механізм повороту, CAD система, напруження максимальне, деформація максимальна, модальний аналіз