Распечатать

САПР

Метод расшифровки зубчатого зацепления с помощью САПР

22.03.2011

Расшифровкой зубчатой передачи называют воспроизведение чертежей колес по имеющемуся корпусу передачи и образцам колес. Расшифровку производят при ремонте машины для изготовления и замены колес, утративших работоспособность, при изготовлении по образцу и в некоторых других случаях.

Расшифровка зубчатой передачи наиболее сложна при замене одного колеса из пары. При замене обоих колес проще спроектировать передачу заново, сохранив ее основные параметры, полученные при расшифровке.

Методы расшифровки зубчатого зацепления известны и обычно занимают длительное время. Одни и те же параметры можно получить различными способами, особенно если речь идет об импортных зубчатых колесах. При определении параметров возникают следующие трудности:

•отличный от стандартного модуль зубчатого зацепления;
•дробное межосевое расстояние;
•произвольное смещение.

Чаще всего для контроля параметров зубчатого колеса мы используем длину общей нормали. Одну и ту же расчетную длину общей нормали можно получить изменением разных параметров зубчатого колеса, к примеру:

•увеличить модуль, уменьшив при этом смещение;
•уменьшить модуль, увеличив смещение.

При этом меняются внешний диаметр зубчатого колеса и диаметр впадин, на которые полагаться тоже нельзя. Внешний диаметр зубчатого колеса и диаметр колеса зависят от параметров, которые назначает конкретный конструктор: коэффициент высоты зуба и радиальный зазор, коэффициент смещения, модуль. В результате мы получаем задачу с несколькими переменными, не зависящими друг от друга.

Если выше речь шла о прямозубом зубчатом зацеплении, то при расшифровке косозубой зубчатой передачи задача на порядок усложняется. Здесь результат совершенно непредсказуем. За расшифровку одного зубчатого колеса из пары мы даже не брались. Угол наклона зубьев измерить невозможно даже станочным оборудованием.

Пока не было компьютеров, расчеты делали вручную. Расшифровка зубчатого колеса занимала около трех рабочих дней и не гарантировала получение качественного результата. К примеру, была задача спроектировать шестерню четвертой передачи грузового автомобиля. Возможности измерить межосевое расстояние и сопряженное зубчатое колесо не было. По результатам расшифровки была изготовлена шестерня. Если заводская шестерня стоит около четырех лет, то вновь изготовленная около года, что свидетельствует о неточном подборе параметров. С появлением компьютеров время расшифровки значительно сократилось за счет ускорения проработки вариантов. Фактически появилась возможность просматривать и анализировать десятки вариантов за час. Мы ее решали с применением прикладного модуля системы автоматизированного проектирования КОМПАС - КОМПАС-Shaft 2D. Он позволяет производить параметрическое проектирование деталей типа "тела вращения" - валов, втулок, цилиндрических и конических шестерен, червячных колес и червяков, шкивов ременных передач. Теперь расшифровка зубчатого колеса стала занимать около трех четырех часов. Точность при этом осталась на том же уровне, что и при ручном расчете.

Предлагаю испытать интересный метод расшифровки зубчатого зацепления с применением модуля КОМПАС-Shaft 2D и цифрового фотоаппарата. Метод очень прост и понятен.

Расшифровывались шлицы импортного изготовления, но по расчетам зубчатого зацепления, т. к. в одной из предыдущих версий КОМПАС-3D (версия V10) шлицы прорисовываются не точно. Расшифровка заняла около 20 минут. Шлицы после изготовления подошли идеально.

Процедура стандартная для расшифровки (количество зубьев и т.д.). Фотографируем и размещаем в КОМПАС-График в масштабе 1:1 реальное колесо. Строим в КОМПАС-Shaft 2D зубчатое колесо. Накладываем изображения и расчет и методом подгонки добиваемся совпадения.

На рисунке 3 показаны несколько вариантов прорисовки в зависимости от коэффициента смещения. Методом подгонки очень быстро получаем профиль, который совпадает с профилем на фотографии зубчатого колеса.

Проверяем результат по замерам W.

Естественно, учитываем, что колесо может быть изношено и т. д. Но это надо учитывать при любом методе расшифровки.

Аналогичным методом можно расшифровать и косозубые, конические зубчатые передачи. При этом необходимо будет сфотографировать колеса в двух плоскостях и построить трехмерную модель зубчатого колеса и проекции колеса в двух плоскостях. Качество расшифровки при этом зависит только от качества фотографии и от точности масштаба вставки фотографии в чертеж.

Виктор Калитвянский, начальник бюро УКСиР ПКО, "Оскольский электрометаллургический комбинат"

Фотографии предоставлены ОАО "Оскольский электрометаллургический комбинат"

САПР 24.05.2018 Femap with NX Nastran от Siemens PLM Software - CAD-независимый пред- и постпроцессор для проведения инженерного анализа методом конечных элементов. Его основная задача - помочь инженерам и конструкторам улучшить характеристики разрабатываемой продукции.
Электропривод 18.05.2018 Открыта регистрация участников и посетителей 9-й Международной промышленной выставки ИННОПРОМ, которая пройдет с 9 по 12 июля 2018 года в Екатеринбурге. В этом году первые два дня работы выставки станут для посетителей платными.
Гидравлика & Пневматика 16.04.2018 Группа компаний «ПЛМ Урал» проводит 25 апреля вебинар по моделированию привода хода и проведению тягово-динамических расчетов машин специального назначения с использованием программного пакета Siemens LMS Imagine.Lab Amesim.
САПР 14.03.2018 Студенты и школьники, команды учебных заведений, ЦМИТы и фаблабы, работающие с софтом АСКОН, приглашаются к участию в конкурсе «Будущие асы цифрового машиностроения 2018».
САПР 25.01.2018 Компания «Топ Системы» выпустила T-FLEX DOCs 15 - решения для самых разных задач в процессе проектирования, подготовки и управления производством.
САПР 17.01.2018 Компания SolidWorks Russia изменила название на Группа компаний SWR. Как отмечается в пресс-релизе, это «является отражением долгосрочной стратегии, соответствующей современным тенденциям, экономической и политической ситуации в стране».
САПР 17.01.2018 В новой версии системы NX от Siemens расширен набор инструментов, поддерживающих технологии аддитивного производства, механической обработки на станках с числовым программным управлением (ЧПУ), а также применение промышленных роботов и средств контроля качества.
САПР 21.12.2017 Чтобы спроектированная машина существенно не отклонялась по техническим характеристикам от ТЗ, можно использовать системы 1D моделирования и анализа - они помогают создавать упрощенные компьютерные физические модели как отдельных узлов, так и всего изделия в целом.