Proračun mašinskih elemenata korišćenjem savremenih softvera

Proračun mašinskih elemenata korišćenjem savremenih softvera

Prof. dr Mirko Blagojević,

Miloš Matejić, asistent

Fakultet inženjerskih nauka Univerziteta u Kragujevcu

Katedra za Mašinske konstrukcije i mehanizaciju

Kragujevac, 2014.

530577-TEMPUS-1-2012-1-RS-TEMPUS-JPCR

IMPROVEMENT OF PRODUCT DEVELOPMENT STUDIES IN SERBIA AND BOSNIA AND HERZEGOVINA

web: http://iprod.masfak.ni.ac.rs

1

Proračun mašinskih elemenata korišćenjem savremenih softvera

Prof. dr Mirko Blagojević,

Miloš Matejić, asistent

Fakultet inženjerskih nauka Univerziteta u Kragujevcu Katedra za Mašinske konstrukcije i mehanizaciju




1. Uvod

Autodesk INVENTOR

TEMPUS - I P R O D Fakultet inženjerskih nauka Univerziteta u Kragujevcu

Proračun mašinskih elemenata ... M. Blagojević, M. Matejić 1




1. Uvod

U okviru programskog paketa Autodesk INVENTOR

postoji modul DESIGN ACCELERATOR namenjen proračunu mašinskih elemenata.

Ovaj modul je nastao integrisanjem softvera Mechsoft u program Autodesk INVENTOR.




1. Uvod

Mechsoft Autodesk INVENTOR

DESIGN ACCELERATOR






1. Uvod

Da bi se došlo do ovog modula, potrebno je, nakon startovanja programa, otvoriti novi fajl u okruženju

Assembly sa ekstenzijom .iam.

Modul DESIGN ACCELERATOR se nalazi u Assembly okruženju, u okviru kartice DESIGN.




1. Uvod






1. Uvod




1. Uvod

U padujećem meniju Power Transmission nalazi se veoma detaljno napisano uputstvo za sve vrste proračuna (Engineer`s Handbook).






1. Uvod




1. Uvod

U okviru Design Accelerator – a moguće je vršiti proračune: 1. Tolerancija, 2. Cilindričnih i koničnih zupčanika, 3. Pužnih prenosnika, 4. Zavrtanjskih veza, 5. Navojnih prenosnika, 6. Opruga, 7. Ležajeva,






1. Uvod

8. Trapeznih kaišnih prenosnika, 9. Lančanih prenosnika, 10. Vratila, 11. Klinova, 12. Bregastih mehanizama, 13. Kočnica, 14. Čivija, 15. ...




2. Zupčanici






2. Zupčanici

DESIGN ACCELERATOR – om je obuhvaćen proračun cilindričnih zupčanika sa pravim i kosim zupcima sa spoljašnjim i unutrašnjim ozubljenjem (Spur Gear), koničnih zupčanika (Bevel Gear) i pužnih prenosnika (Worm Gear).

Spur Gear Bevel Gear Worm Gear




2. Zupčanici

Neki važni pojmovi

Gear Ratio – prenosni odnos, Pressure Angle – napadni ugao, Helix Angle – ugao nagiba zubaca, Face Width – širina zupčanika, Strength Calculation – proračun čvrstoće, Bending Fatigue Limit – trajna dinamička izdržljivost

podnožja zubaca, Contact Fatigue Limit - trajna dinamička izdržljivost

bokova zubaca, ...






2. Zupčanici

PRORAČUN CILINDRIČNIH ZUPČANIKA




2. Zupčanici

Opšta procedura za pokretanje proračuna

Startovati program Autodesk Inventor Professional,

New,

Standard (mm).iam,

Snimiti fajl,

Design,

Spur Gear.






2. Zupčanici

U okviru ovog prozora nalaze se dve kartice: DESIGN i CALCULATION.




2. Zupčanici

Kartica DESIGN






2. Zupčanici

U polju DESIGN GUIDE se bira način proračuna geometrijskih veličina.

Module and Number of Teeth (proračun modula i brojeva zubaca) na osnovu osnog rastojanja i ostalih ulaznih parametara.

Number of Teeth (proračun brojeva zubaca) na osnovu osnog rastojanja i ostalih ulaznih parametara.

Center Distance (proračun osnog rastojanja) na osnovu svih ostalih ulaznih parametara.

Total Unit Correction (proračun zbira koeficijenata pomeranja) na osnovu osnog rastojanja i ostalih ulaznih parametara.

Module (proračun modula) na osnovu osnog rastojanja i ostalih ulaznih parametara.




2. Zupčanici

Module and Number of Teeth -

Proračun modula i brojeva zubaca

Unosi se:

•Željeni prenosni odnos,

•Osno rastojanje,

•Napadni ugao,

•Ugao nagiba zubaca,

•Širine zupčanika,

•Koeficijent pomeranja zupčanika 1.






2. Zupčanici

Računa se:

•Modul,

•Brojevi zubaca zupčanika,

•Koeficijent pomeranja zupčanika 2, ...




2. Zupčanici

Number of Teeth - Proračun brojeva zubaca

Unosi se:


•Modul,

•Osno rastojanje,

•Napadni ugao,









2. Zupčanici

Računa se:


•Koeficijent pomeranja zupčanika 2,...




2. Zupčanici

Center Distance - Proračun osnog rastojanja

Unosi se: •Željeni prenosni odnos,

•Modul,

•Broj zubaca zupčanika 1,

•Napadni ugao,



•Koeficijent pomeranja zupčanika 1,

•Zbir koeficijenata pomeranja zupčanika 1 i 2.






2. Zupčanici

Računa se:

•Osno rastojanje,


•Koeficijent pomeranja zupčanika 2,...




2. Zupčanici

Total Unit Correction- Proračun zbira koeficijenata pomeranja

Unosi se: •Željeni prenosni odnos,

•Modul,

•Osno rastojanje,


•Napadni ugao,









2. Zupčanici

Računa se:







2. Zupčanici

Module- Modul

Unosi se:


•Osno rastojanje,


•Napadni ugao,









2. Zupčanici

Računa se:

•Modul,







2. Zupčanici

Kartica CALCULATION






2. Zupčanici

•Izabrati standard za proračun zupčanika,

Uneti:

•Ulaznu snagu,

•Ulazni broj obrtaja,

•Stepen iskorišćenja,

•Karakteristike materijala pogonskog i gonjenog zupčanika,

•Radni vek,

•Faktor radnih uslova (u kartici Factors),…




2. Zupčanici

•Izbor materijala se može izvršiti na dva načina:

1. Čekiranjem polja SELECT A MATERIAL, materijal biramo iz

ponuđene baze materijala.






2. Zupčanici

2. Ako koristimo opciju USER MATERIAL, sami zadajemo

karakteristike materijala.




2. Zupčanici

Čekiranjem polja User Factors

(kartica Factors) mogu se uneti

vrednosti i ostalih faktora.

U suprotnom, program sam

računa vrednosti pomenutih

faktora.






2. Zupčanici

Kada se završi sa unosom podataka, izabere se polje

CALCULATE.




2. Zupčanici

U slučaju da pojedini stepeni sigurnosti nemaju

zadovoljavajuće vrednosti, oni su sa desne strane prikazani

crvenom bojom.

U ovom slučaju potrebno

je ispraviti unete podatke

(povećati dimenzije,

modul, usvojiti kvalitetniji

materijal ili slično) i

ponovo izvršiti proračun.






2. Zupčanici

Kada se dobiju zadovoljavajuće vrednosti stepena sigurnosti,

selektovanjem prikazanog polja RESULTS dobija se kompletan

izveštaj proračuna.




2. Zupčanici

IZVEŠTAJ






2. Zupčanici

Kada se čekira polje OK, dobija se 3D model proračunatog

zupčastog para.




2. Zupčanici

3D model






2. Zupčanici

PRORAČUN KONIČNIH ZUPČANIKA




2. Zupčanici

Proračun koničnih zupčanika je veoma sličan

proračunu cilindričnih evolventnih zupčanika.

Zato će ovde biti navedene samo osnovne

napomene i objašnjeni samo oni koraci koji se

razlikuju u odnosu na cilindrične zupčanike.






2. Zupčanici

Opšta procedura za pokretanje proračuna koničnih zupčanika

Startovati program Autodesk Inventor Professional,

New,

Standard (mm).iam,

Snimiti fajl,

Design,

Bevel Gear.




2. Zupčanici

Kartica DESIGN






2. Zupčanici

U okviru kartice DESIGN, unosi se:


•Modul,

•Širina zupčanika,

•Ugao pod kojim se seku ose vratila,

•Napadni ugao,

•Ugao nagiba zubaca,...




2. Zupčanici

Kartica CALCULATION






2. Zupčanici

U okviru kartice CALCULATION:

- Bira se standard za proračun zupčanika.

-Unosi se:

•Ulazna snaga,

•Ulazni broj obrtaja,

•Stepen iskorišćenja,

•Karakteristike materijala pogonskog i gonjenog

zupčanika,

•Radni vek,

•Faktor radnih uslova (u kartici FACTORS),...




2. Zupčanici

Selektovanjem prikazanog polja RESULTS, dobija se

kompletan izveštaj proračuna.






2. Zupčanici

IZVEŠTAJ




2. Zupčanici

3D model






3. Vratila




3. Vratila

U modulu DESIGN ACCELERATOR moguće je izvršiti kompletan proračun vratila najsloženijeg oblika.






3. Vratila

KARTICA DESIGN

Program odmah

posle startovanja

kartice SHAFT

nudi vratilo

uobičajenog

oblika sa nekoliko

segmenata

različitog oblika i

prečnika.




3. Vratila

Svaki segment vratila ima svoj prozor.






3. Vratila

слајд бр. 55

Leva ivica segmenta vratila

Oblik segmenta vratila

Desna ivica segmenta vratila

Umetanje klina, čivije,...

Opis segmenta vratila

Dimenzije segmenta vratila

Brisanje segmenta vratila

Umetanje novog segmenta




3. Vratila

Dimenzije pojedinih

segmenata vratila

(dužina, prečnik,...)

mogu se menjati i

direktno na samom

modelu pomoću

odgovarajućih

strelica i graničnih

tačaka

selektovanog

segmenta.






3. Vratila

Kartica CALCULATION




3. Vratila

U okviru kartice CALCULATION bira se materijal vratila (ili

se zadaju njegove karakteristike) i zadaju se opterećenja i

mesta oslonaca.

Karakteristike materijala

Opterećenja i oslonci






3. Vratila

Karakteristike materijala:

• Modul elastičnosti,

• Modul klizanja,

• Gustina.

Vrste opterećenja:

• Radijalna sila,

• Aksijalna sila,

• Kontinualno opterećenje,

• Moment savijanja,

• Moment uvijanja,

• Sila pod uglom.

Oslonci:

• Pokretni oslonac,

• Nepokretni oslonac.




3. Vratila

Primer vratila sa zadatim karakteristikama materijala,

opterećenjima i osloncima






3. Vratila

3D prikaz




3. Vratila

U okviru kartice GRAPHS mogu se dobiti dijagrami sila,

momenata, napona, ... u određenoj ravni.






3. Vratila

Generisanje izveštaja

Izveštaj




3. Vratila

IZVEŠTAJ






3. Vratila

3D model vratila




4. Ležajevi






4. Ležajevi

Upoznavanje sa dijalogom za izbor ležajeva




4. Ležajevi






4. Ležajevi

Zadržavanjem kursora miša otvara se kratko uputstvo!




4. Ležajevi

Dijalog za izbor ležajeva sadrži: Poddijalog za izbor tipa ležaja Komande za pozicioniranje Prozore za izbor orijentacionih

dimenzija Listu ležaja koji odgovaraju

zahtevima






4. Ležajevi

Vrste ležajeva dostupnih u Inventor-u

Dijalog za izbor tipa ležaja sadrži: Sve vrste radijalnih ležajeva Sve vrste aksijalnih ležajeva Sve vrste radio-aksijalnih ležajeva




4. Ležajevi

Ugradnja ležajeva Pozicioniranje ležaja: Cilindrična površina

Ravan postavljanja

Strana postavljanja






4. Ležajevi

Izbor orijentacionih mera: Spoljašnji prečnik

Unutrašnji prečnik

Širina ležaja




4. Ležajevi

Pozivanje svih ležajeva koji odgovaraju orijentacionim merama.






4. Ležajevi

Proračun ležajeva po različitim kriterijumima




4. Ležajevi






4. Ležajevi

Izbor kriterijuma: Dimenzionisanje Provera nosivosti




4. Ležajevi

Podešavanje radnih uslova

Podešavanje radnih uslova: Podešavanje

opterećenja Podešavanje

faktora






4. Ležajevi

Generisanje izveštaja proračuna

Generisanje izveštaja se vrši klikom na results.




4. Ležajevi

Izgled generisanog ležaja






4. Ležajevi

Izmene generisanog ležaja




5. Kaišni prenosnici






Upoznavanje sa dijalogom za generisanje kaišnog prenosnika

















Dijalog za generisanje kaišnog prenosnika sadrži: Poddijalog za izbor tipa kaiša Komande za pozicioniranje Komande za podešavanje broja

kaiševa, dužine kaiša i dr. Listu remenica sa izborom

njihovih parametara







Vrste kaiševa dostupne u Inventor-u

Dijalog za izbor vrste kaiša sadrži: Uske kaiševe Klasične kaiševe Nazubljene kaiševe





Ugradnja kaišnog prenosnika

Pozicioniranje kaišnog prenosnika: Izbor ravni kaišnog

prenosnika

Izbor smera generisanja







Izbor parametara kaišnog prenosnika: Odstojanje od srednje

ravni

Broj remena

Standardna dužina kaiša





Izbor načina generisanja remenice: Generisana Postojeća Virtuelna







Izbor tipa pozicije remenice: Fiksirana Fiksirana referentnim delom Slobodno zatežuća Linijski zatežuća Rotaciono zatežuća





Izbor tipa remenice







Dodavanje još jedne remenice ili zatezača u kaišni prenosnik





Dijalog za ručno podešavanje parametara remenice







Proračun kaišnog prenosnika po različitim kriterijumima

Tip proračuna može biti: Provera nosivosti Dimenzionisanje prema broju kaiševa





Podešavanje radnih uslova kaišnog prenosnika i faktora koji utiču na rad

Načini unosa podataka za proračun kaišnih prenosnika. Ručno unošenje faktora u proračun.







Prošireni dijalog za proračun kaišnih prenosnika.

Stepen korisnog dejstva.





Generisanje izveštaja proračuna kaišnog prenosnika

Komanda za generisanje izveštaja.







Izgled generisanog kaišnog prenosnika i njegove izmene










6. Zupčasti kaišni prenosnici




Upoznavanje sa dijalogom za generisanje zupčastog kaišnog prenosnika



















Dijalog za izbor i generisanje zupčastog kaišnog prenosnika sadrži: Poddijalog za izbor tipa kaiša Komande za pozicioniranje Komande za podešavanje broja

zubaca kaiša i dr. Listu remenica sa izborom

njihovih parametara





Vrste zupčastih kaiševa dostupne u Inventor-u

Dijalog za izbor vrste kaiša sadrži: Jednostrano nazubljene kaiševe

Obostrano nazubljene kaiševe







Ugradnja zupčastog kaišnog prenosnika

Pozicioniranje zupčastog kaišnog prenosnika: Izbor ravni zupčastog

kaišnog prenosnika






Izbor parametara zupčastog kaišnog prenosnika: Odstojanje od srednje

ravni

Širina zupčastog kaiša

Broj zubaca kaiša







Izbor remenice: Generisana

Postojeća

Virtuelna





Izbor pozicije remenice: Fiksirana Fiksirana referentnim delom Slobodno zatežuća Linijski zatežuća Rotaciono zatežuća







Izbor pozicije remenice





Dodavanje još jedne remenice ili zatezača u zupčasti kaišni prenosnik







Dijalog za ručno podešavanje parametara remenice





Proračun zupčastog kaišnog prenosnika po različitim kriterijumima

Vrsta proračuna može biti: Provera nosivosti Dimenzionisanje po širini zupčastog kaiša







Podešavanje radnih uslova zupčastog kaišnog prenosnika i faktora koji utiču na rad

Načini unosa podataka za proračun zupčastih kaišnih prenosnika. Ručno unošenje faktora

u proračun.





Prošireni dijalog za proračun zupčastih kaišnih prenosnika.

Prozor sa porukama oko dizajna.







Generisanje izveštaja proračuna zupčastog kaišnog prenosnika






Izgled generisanog zupčastog kaišnog prenosnika i njegove izmene










7. Lančani prenosnici






Upoznavanje sa dijalogom za generisanje lančanog prenosnika

















Dijalog za generisanje lančanog prenosnika sadrži: Poddijalog za izbor tipa lanca Komande za pozicioniranje Komande za podešavanje broja

lanaca, broja karika i td. Listu lančanika sa izborom

njihovih parametara







Vrste lanaca dostupne u Inventor-u

Dijalog za izbor lanca sadrži: Razne standarde lanaca

Razne tipove lanaca

Lance sa raznim koracima





Ugradnja lančanog prenosnika

Pozicioniranje lančanog prenosnika: Izbor ravni lančanog

prenosnika








Izbor parametara lančanog prenosnika: Odstojanje od srednje

ravni

Broj lanaca (1,2 ili 3)

Broj karika lanca





Tip generisanog lančanika: Generisani

Postojeći

Virtuelni







Izbor pozicije lančanika: Fiksirani Fiksirani referentnim delom Slobodno zatežući Linijski zatežući Rotaciono zatežući





Izbor tipa lančanika







Dodavanje još jedne remenice ili zatezača u lančani prenosnik





Dijalog za ručno podešavanje parametara lančanika







Proračun lančanog prenosnika po različitim kriterijumima

Tip proračuna može biti: Prema momentu i brzini Prema snazi i momentu Prema broju obrtaja i snazi





Podešavanje radnih uslova lančanog prenosnika i faktora koji utiču na rad

Ručno unošenje faktora u proračun.







Prošireni dijalog za proračun lančanih prenosnika.

Stepen sigurnosti.





Generisanje izveštaja proračuna lančanog prenosnika








Izgled generisanog lančanog prenosnika i njegove izmene










TEMPUS IPROD




TEMPUS IPROD



Documents

Proračun mašinskih elemenata korišćenjem savremenih softvera