A-B 1492-PD3C163
即從刀具的靜坐標通過變換到蝸桿的動坐標(蝸桿齒面)繼而變換到蝸輪的動坐標(蝸輪齒面),這類坐標系的矩陣變換是圓柱、環(huán)面蝸桿各自類共有的部分。嚙合函數(shù)Yl2= **v!2=0為多元超越函數(shù),Yi2= 0數(shù)值計算較為困難,將其變形為(Yl2)2=0再利用優(yōu)化的方法進行計算,采用梯度法進行初步優(yōu)化,其優(yōu)點為不出現(xiàn)發(fā)散,但收斂較慢,并且在定的區(qū)域(優(yōu)化點附近)容易出現(xiàn)震蕩達不到優(yōu)點。
此時再采用牛頓法進行求解,這樣使用牛頓法時,其初始點離目標點較近,可避免使用牛頓法時出現(xiàn)的發(fā)散現(xiàn)象,牛頓法具有二次收斂的性質(zhì),容易得到優(yōu)化點,顯然優(yōu)點為(Yl2)2=0的點。采用梯度法和牛頓法綜合優(yōu)化可利用二者的優(yōu)點,達到很的效果。兩種方法都要求導,在程序設(shè)計時采用差商來取代偏導避免了求導的復(fù)雜性。各具體蝸桿的形成刀具或產(chǎn)形母面的數(shù)學描述存放在其相應(yīng)象類中。
參數(shù)設(shè)計結(jié)果用話框、消息框的形式在屏幕上顯示,生成數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。材料庫采用面向象的方法設(shè)計成材料類,材料庫的頭文件如下,通過材料名將蝸桿、蝸輪材料的機械特性存放在數(shù)組中。classCWhMaterialpublic B)//蝸桿材料庫數(shù)據(jù)庫設(shè)計,在CAD系統(tǒng)中米用Mcmso/tAccess數(shù)據(jù)庫設(shè)計,在VisualC++5.0中運用MFC類的CDatable類和CRecordset象數(shù)據(jù)庫進行寫入、修改、查詢等操作。生成的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)可供VsualC++訪問也可供AutoCADR4ARX程序訪問。CAD系統(tǒng)中生成數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表.表蝸桿設(shè)計者ID蝸桿名ID中心距ID蝸桿材料ID蝸輪材料ID蝸桿直徑蝸桿總長螺旋升角蝸輪直徑蝸輪齒寬刀具安裝角度度設(shè)計日期含數(shù)據(jù)和操作,dt個象將它的數(shù)據(jù)和成員函數(shù)成互鎖即只能選取個蝸桿齒面的工方bookmark2檢索可按設(shè)計者、蝸桿名等/tem/D進行檢索。
由此數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)實現(xiàn)參數(shù)設(shè)計數(shù)據(jù)和圖形設(shè)計數(shù)據(jù)的接口。齒段造型,在中較詳細地介紹了齒段造型方法,將生成的齒段存放在特征庫中,具體使用時采用/DES數(shù)據(jù)格式賦予參數(shù)和加工方法的信息。
蝸桿生成模塊,按加工的工藝流程采用特征定義的方法,定義輔助特征后,采用特征映射的方法,從特征庫中按編碼選取基本特征賦予參數(shù)和加工方法的信息后生成蝸桿三維圖。
工藝順序初步設(shè)計模塊,5 ~7的蝸桿、蝸輪的加工方法為基本加工方法存放在圓柱或環(huán)面蝸桿類中,具體的蝸桿、蝸輪的加工方法存放在象類的相應(yīng)的槽中。因此可按具體蝸桿的編碼和其它基本特征的編碼生成具體蝸桿的初步工藝信息。
產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)文件管理,基于PDM框架的并行協(xié)同設(shè)計接口與CAD、CAM等交接信息,包括圖形文件、文本文件、數(shù)據(jù)文件、表格文件等工程文件的管理,工作流成的管理,分類檢索和產(chǎn)品配置等進行管理使數(shù)據(jù),交換容易實現(xiàn)提供的實M 36.在完成了蝸桿傳動的參數(shù)設(shè)計后,進入蝸桿選型設(shè)計。
為圓柱蝸桿傳動的選型設(shè)計話框。參數(shù)設(shè)計完成后,程序按主話框中輸入的初始設(shè)計參數(shù)和設(shè)計條件及設(shè)計完成后的設(shè)計參數(shù)在專系統(tǒng)中按搜索、匹配等規(guī)則自動選取種蝸桿副,本例自動選取了阿基米德蝸桿,其特點為加工簡單機床的要求不高,并且本例中螺旋升角為0.08*可以采用般車削加工。話框設(shè)計了列表框,如用戶要選其它類型的蝸桿副,也可以直接從列表框中選取。
選取定按鈕后,程序用消息框提示該類蝸桿齒面的加工機床的要求。
圓柱蝸桿傳動的選型設(shè)計蝸桿齒段的造型顯示和嚙合分析顯示。中心距、模數(shù)、傳動比、蝸桿的頭數(shù)為主話框傳來,其編輯框變灰,參數(shù)不可更改。輸入壓力角和初始角后在繪圖區(qū)進行齒段的造型顯示和嚙合分析顯示。初始角用于嚙合分析的初始點的選取和齒段端面特征點(編輯楊蓓)(上接88頁)3結(jié)論針蝸桿傳動設(shè)計的特點,開發(fā)了并行環(huán)境下蝸桿傳動設(shè)計的CAD軟件,介紹軟件開發(fā)方面的技術(shù)與運行實例。采用基于面向象的框架結(jié)構(gòu)來蝸桿傳動知識進行描述,以完成蝸桿傳動的選型,參數(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝決策等相關(guān)任務(wù)。應(yīng)用面向象的分析方法,將蝸桿的特征模型、工藝規(guī)則模型、工藝決策模型、制造資源模型等看為象類之間具有定層次結(jié)構(gòu)和繼承的關(guān)系。提出了機械產(chǎn)品并行設(shè)計方法的環(huán)境下的蝸桿傳動CAD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用本文提出的方法可很地完成蝸桿傳動的選型,結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝決策等相關(guān)任務(wù),其它機械產(chǎn)品CAD系統(tǒng)的建立也有定的指導意義!C械傳動中壓力角教學探索嚴巖壓力角是機械基礎(chǔ)課程的教學難點,如何使學生掌握有關(guān)內(nèi)容,筆者結(jié)合教學實際就此問題加以探索,具體做法是正理解定義、統(tǒng)兩種認識、理論聯(lián)系實際,取得了較的教學效果。
壓力角是機械傳動中的個重要參數(shù),它直接影響到各種機械傳動的運動特性和工作效率,在機械基礎(chǔ)教程中,在講授齒輪傳動和凸輪傳動時,壓力角的定義前后有兩次不同的說法,由于兩處的說法不同,使學生不易理解和記憶,針這種情況,筆者在壓力角的教學中進行了些探索和改進,收到了較的教學效果,具體做法是:在講授漸開線齒輪傳動時,“壓力角”定義為:在端平面內(nèi),過端面齒廓上任意點處的徑向直線與齒廓在該點處的切線所夾的銳角,稱任意點端面壓力角,簡稱任意點壓力角“。在這個定義中,強調(diào)的是把握徑向和切向兩個方向。學生在分析齒輪壓力角時,只要畫出該點的徑向與切向兩條直線,就能正標出壓力角(見)因此可把定義簡化為:徑向與切向之間所夾銳角。
齒輪傳動壓力角凸輪傳動壓力角在講授凸輪傳動章節(jié)中提出:壓力角定義為“從動件與凸輪輪廓在某點接觸,凸輪從動件的作用力,其方向為沿接觸點的法線方向,我們把這個力的作用線方向與從動件運動方向之間的夾角,叫做凸輪傳動在該點的壓力角。在這個定義中強調(diào)的是把握運動方向和受力方向,在分析時,只要畫出接觸點從動件的受力方向和運動方向,壓力角就能標出(見)所以可以把定義簡化為:受力方向與運動方向之間所夾銳角。雖然齒輪傳動和凸輪傳動都有壓力角,然而它們定義的說法卻不同。如果我們處理不當,往往造成學生概念模糊,無所適從。能否把二個壓力角的定義從認識上統(tǒng)起來呢,答案是肯定的。通過的進步分析,我們不難發(fā)現(xiàn),作過該點的切線的垂線和徑向的垂直線所夾銳角,與徑向和切向所夾銳角是相等的,而切線的垂線即法線,法線的方向就是受力方向;齒輪運動是圓周運動,徑向的垂直線即是該點的運動方向,就是說,齒輪的壓力角也可以用過該點的受力方向和運動方向標出(見)至此我們可以將以上兩個概念統(tǒng)定義為:在齒輪和凸輪傳動中,受力方向與運動方向所夾銳角為壓力角。
在講授齒輪傳動實際教學中,開始就注意引導學生從兩個方面來認識壓力角的概念,繼而在講授凸輪傳動內(nèi)容時,又統(tǒng)的定義進行強化,使學生壓力角概念的認識進步明。在具體操作中,我尤其注重啟發(fā)學生運用所學力學知識壓力角進行分析,使學生能夠畫出各種傳動的受力方向和運動方向。
凸輪傳動事實證明,這種教法前后連貫、相輔相成,使學生解題時思路清晰,易于掌握,不僅使學生感受到文化課和專業(yè)課的密切聯(lián)系,同時也充分調(diào)動了學生的學習積性。例如中要作出A點的壓力角時,受力方向很容易畫出,而運動方向卻需要分析,明從動件,其次分析從動件是繞著O點轉(zhuǎn)動,A點的運動方向應(yīng)該是從動桿作圓周運動的線速度方向,也就是作OA的垂線,運動方向和受力方向所夾銳角就是壓力角。
三、理論聯(lián)系實際正應(yīng)用機械基礎(chǔ)教程中,除了齒輪、凸輪傳動存在壓力角外,曲柄搖桿、曲柄滑塊、導桿等其他傳動機構(gòu)也存在壓力角,那么這些機構(gòu)的壓力角又是如何作出呢,下面通過幾個實例來說明統(tǒng)的壓力角的定義,也完全適用于其他存在壓力角的傳動機構(gòu)之中。重型傳動滾筒所用的材料有三種,各種材料的筒體受到的合力為Fi=35483 6.3N,同時受到S=48988.N.m的扭矩,其受力情況如所示。
網(wǎng)格劃分網(wǎng)格自動劃分是CAE軟件的關(guān)鍵。網(wǎng)格自動劃分的關(guān)鍵是合理地給出自動劃分信息。COSMOS/Works提供了2種自動劃分算法:四面體實體單元(TetrahedralSolidElements)和三角形殼體單兀(TriangularShellElement)。這兩種劃分算法又分為線性的(Linear)和拋物線性的(Parabolic),兩者的區(qū)別是拋物線性的結(jié)點比線性的結(jié)點多,因此計算度較高,但占用計算機的資源多,計算時間長。
因為重型傳動滾筒是使用三維實體建模的,所以采用拋物線性四面體實體單元作為劃分單元。在模型比較重要的部位,如重型傳動滾筒的接盤、脹套、軸承等處采用局部加密的方法,其目的是能計算出這些部位的應(yīng)力。又因為重型傳動滾筒是個裝配體,各零部件之間的連接采用過盈配合。COSMOS/Works將裝配體各零部件之間有配合關(guān)系按接觸關(guān)系分為三種:粘結(jié)(Bonded)、自由(Free)和結(jié)點結(jié)點(NodetoNode)。考慮到模型是裝配體,各零件之間的接觸是面面,彼此相互作用,所以采用結(jié)點結(jié)點的接觸方式,但劃分時應(yīng)將各配合面的網(wǎng)格使用統(tǒng)尺寸,否則模型不能正劃分。通過上述方法,整個模型劃分后,總體劃分尺寸為50mm,局部劃分尺寸為30mm,四面體實體單元770個,結(jié)點35576個,自由度406729個。劃分結(jié)果如所示。
求解方法COSMOS/Works于靜力分析提供了三種求解方法:DirectSparse、FFE和FFEPlus.般說來,三種求解方法同問題的求解結(jié)果基本相似,但在選擇時應(yīng)注意以下幾點:于大型和特大型問題(自由度大于300000個)應(yīng)優(yōu)使用FFEPlus求解方法;于小型和中型問題(自由度在00000個300000個)應(yīng)優(yōu)使用DirectSparse或FFE求解方法;于裝配體問題并且考慮了零件間的相互接觸、相互摩擦和不同材質(zhì)時應(yīng)優(yōu)使用DirectSparse求解方法。綜上所述,本模型使用DirectSparse求解方法,并取零件間摩擦系數(shù)為0.05,共耗時30min.強度分析由可見,重型傳動滾筒的應(yīng)力主要集中在軸與軸承之間、脹套外端面、接盤的輻板等處;大應(yīng)力(vonMisesstress)在軸與軸承"M沿――大米塞斯等效應(yīng)力;%―材料的屈服強度。裝載機機械傳動系統(tǒng)可靠度分配應(yīng)考慮的因素與分配模型研究裝載機機械傳動系統(tǒng)可靠度應(yīng)考慮以下因素:費用系統(tǒng)的可靠度分配應(yīng)該是在整個過程中使研制、設(shè)計與制造、使用與維修等費用總和小,或根據(jù)具體要求著重考慮某方面或幾個方面。
重要性由于各個子系統(tǒng)(或部件)在整個系統(tǒng)中所處的地位和作用是不同的,因而其重要程度也就不同,有的子系統(tǒng)(或部件)旦失效,就可能造成較大的經(jīng)濟損失甚至災(zāi)難性的事故,而有的子系統(tǒng)(或部件)失效后,不會造成較大的經(jīng)濟損失,甚至是無關(guān)緊要的。如:裝載機傳動軸的斷裂,其后果是相當嚴重的;而發(fā)動機效率降低,其后果只是經(jīng)濟損失。
復(fù)雜性于不同的子系統(tǒng)(或部件),其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度不同,可靠度的數(shù)值也不同,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的子系統(tǒng)其可靠度應(yīng)取低值。
輸出參數(shù)的影響裝載機機械傳動系統(tǒng)可靠度包括參數(shù)可靠性和故障可靠性。
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