|
DOI: 10.14489/hb.2024.05.pp.010-022
Степанов С. К., Иванов Д. И., Патрина Т. А., Петрунин Я., Георгиева Л. С.
МЕТОДИКА ВЫБОРА НАИБОЛЕЕ ПОДХОДЯЩЕЙ МОДИФИКАЦИИ МЕХАНИЗМА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДСТВ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
(с. 10-22)
Аннотация. Представлена методика выявления наиболее подходящей модификации механизма с необходимой частотой вращения выходного вала путем построения различных геометрических моделей и расчетных схем. Данная методика показана на основе проектирования и анализа модификации механизма вибростенда для испытаний измерительного оборудования и изделий на виброустойчивость и вибропрочность. Прочностной анализ по контактным напряжениям и напряжениям на изгиб в зоне зацепления элементов при различных внешних и граничных условиях выполнен с применением аналитических и компьютерных методов. Создается 3D-геометрическая модель деталей с отображением следов эксплуатации на поверхности деталей, антикоррозийных покрытий, с использованием материалов различной термической обработки в пакете Компас 3D V.21. Наиболее подходящая модификация механизма выявляется в результате анализа распределений максимальных эквивалентных напряжений по Мизесу, главных напряжений по геометрическим моделям деталей. В случае превышения данными напряжениями предельных значений или недогруженности механизма следует изменить геометрические размеры деталей передачи, сделать выбор другого материала для деталей передач и повторить прочностные расчеты.
Ключевые слова: пакет Компас 3D V.21; модификация механизма; методика исследования напряженно-деформированного состояния зубьев; детали машин и механизмов.
Stepanov S. K., Ivanov D. I., Patrina T. A., Petrunin Ya., Georgieva L. S.
THE METHOD OF SELECTING THE MOST APPROPRIATE MODIFICATION OF THE MECHANISM USING COMPUTER TECHNOLOGIES
(pp. 10-22)
Abstract. The article presents a method for identifying the most appropriate modification of the mechanism with the required output shaft rotation frequency by constructing various geometric models and calculation schemes. This technique based on the design and analysis of modification of the vibration stand mechanism for testing measuring equipment and products for vibration resistance and vibration resistance. The strength analysis of contact stresses and bending stresses in the engagement zone of the elements under various external and boundary conditions was performed using analytical and computer methods. A 3D geometric model of the parts is being created with the display of traces of operation on the surface of the parts, anticorrosion coatings, using materials of various heat treatment in the Compass 3D V.21 package. The most appropriate modification of the mechanism is identified by analyzing the distributions of maximum equivalent stresses according to Mises, the main stresses according to geometric models of parts. If these stresses exceed the limit values or the mechanism is underloaded, the geometric dimensions of the transmission parts should be changed, another material for the transmission parts should be selected and the strength calculations should be repeated.
Keywords: Compass 3D V.21 package; Mechanism modification; Study method of stressed-deformed state of teeth; Details of machines and mechanisms.
С. К. Степанов, Д. И. Иванов, Т. А. Патрина, Я. Петрунин, Л. С. Георгиева (Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
S. K. Stepanov, D. I. Ivanov, T. A. Patrina, Ya. Petrunin, L S. Georgieva (St. Petersburg State Electrotechnical University “LETI” named after V. I. Ulyanov (Lenin), St. Petersburg, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Мамаева Л. П., Федоров В. А. Методические указания к курсовому проекту по прикладной механике для студентов специальностей 0604, 0629 электрофизического факультета; под ред. Р. В. Маркелова. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1980. 39 с.
2. Расчет основных кинематических параметров и проектирование приборных механизмов / С. В. Воробьев, О. П. Кормилицын, Д. А. Лобачева, С. К. Степанов и др. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2020. 57 с.
3. Маньшин Ю. П., Маньшина Е. Ю. К проектированию червячных передач с цилиндрическими червяками // Вестник Донского государственного технического университета. 2016. № 4(87). С. 86 – 91. DOI: 10.12737/22163
4. Кутеева Г. А. Лабораторный практикум «Кинематический анализ механизмов» на примере исторических моделей из коллекций СПбГУ // Вторая Межрегиональная науч.-практ. конф. преподавателей математики и физики под девизом «Математика – это просто!». СПб., 2020. С. 122 – 137.
5. Лешкевич А. Ю., Гиль С. В., Зеленый П. В., Марамыгина Т. А. Инженерная графика. Практикум по выполнению кинематических схем / под ред. П. В. Зеленого. Минск: БНТУ, 2014. 42 с.
6. Сивцов В. А., Панкратов К. В., Попов Р. В. Разработка кинематической схемы и кинематический анализ главного исполнительного механизма кривошипного пресса // Конкурс молодых ученых: сб. ст. Междунар. науч.-исследовательского конкурса. Пенза, 2020. С. 36 – 42.
7. Исследование кинематики механизмов посредством систем автоматизированного проектирования / М. В. Стрельников, Л. Р. Милованова, И. А. Челышева, M. M. Стрельникова и др. // Инженерные системы: тр. Науч.-практ. конф. с междунар. участием. М., 2019. С. 65 – 74.
8. Пашкевич М. Ф., Печковская О. Е. Нагрузочная способность планетарных эксцентриковых передач // Известия высших учебных заведений. Машиностроение: научно-технический журнал. Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана (МГТУ). Москва. 2006. № 8. С. 11 – 19.
9. Маньшин Ю. П., Маньшина Е. Ю. Рационализация алгоритма проектирования червячных передач для приводов машин // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: матер. 8-й Междунар. науч.-практ. конф. в рамках 18-й Междунар. агропром. выставки «Интерагромаш–2015». Ростов-на-Дону, 2015. С. 277 – 279.
10. Демидов А. В. Проектирование качества продукции // Проектирование механизмов и машин ПММ–2007, Воронеж, 20 апреля 2007 г.: тр. Всерос. научн.-практ. конф. Воронеж: ВГТУ, 2007. С. 57 – 61.
11. Демидов А. В., Попов А. В., Руцков М. В. Применение инструментов графической системы Компас 3D для решения задач теории механизмов и машин // Обеспечение качества продукции на этапах конструкторской и технологической подготовки производства: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2009. Вып. 3. 135 с.
12. Демидов А. В. Проектирование механических передач с применением САПР // 52 Науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов. Секция «Детали машин». Воронеж: ВГТУ, 2012. С. 45 – 47.
13. Srivastava J. P., Sarkar P. K., Ranjan V. Contact Stress Analysis in Wheel-Rail by Hertzian Method and Finite Element Method // J. Inst. Eng. India Ser. C. 2004. Vol. 4, No. 95. P. 319 – 325. DOI: 10.1007/s40032-014-0145-x
14. Прикладная механика. Часть 3. Детали машин и основы конструирования механизмов / М. Ю. Карелина., Н. В. Атаманенко, И. В. Костюк, С. В. Никитин и др. М.: МАДИ, 2020. 212 с.
15. Arvind S. Kale. Bending Fatigue Failure in Gear Tooth // International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT). AISSMS COE, Shivajinagar, Pune-411019. 2013. Vol. 2, No. 3. P. 802 – 809.
1. Markelov R. V. (Ed.), Mamaeva L. P., Fedorov V. A. (1980). Guidelines for a course project in applied mechanics for students of specialties 0604, 0629 of the Faculty of Electrophysics. Saint Petersburg: SPbGETU «LETI». [in Russian language]
2. Vorob'ev S. V., Kormilitsyn O. P., Lobacheva D. A., Stepanov S. K. et al. (2020). Calculation of basic kinematic parameters and design of instrument mechanisms. Saint Petersburg: Izdatel'stvo SPbGETU «LETI». [in Russian language]
3. Man'shin Yu. P., Man'shina E. Yu. (2016). Towards the design of worm gears with cylindrical worms. Vestnik Donskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 87(4), 86 – 91. [in Russian language] DOI: 10.12737/22163
4. Kuteeva G. A. (2020). Laboratory workshop “Kinematic analysis of mechanisms” using the example of historical models from the collections of St. Petersburg State University. The Second Interregional Scientific and Practical Conference of Mathematics and Physics Teachers under the motto “Mathematics is easy!”, 122 – 137. Saint Petersburg. [in Russian language]
5. Zeleniy P. V. (Ed.), Leshkevich A. Yu., Gil' S. V., Maramygina T. A. (2014). Engineering graphics. Workshop on the implementation of kinematic schemes. Minsk: BNTU. [in Russian language]
6. Sivtsov V. A., Pankratov K. V., Popov R. V. (2020). Development of a kinematic diagram and kinematic analysis of the main actuator mechanism of a crank press. Competition for Young Scientists: Collection of Articles of the International Research Competition, 36 – 42. Penza. [in Russian language]
7. Strel'nikov M. V., Milovanova L. R., Chelysheva I. A., Strel'nikova M. M. et al. (2019). Study of the kinematics of mechanisms using computeraided design systems. Proceedings of the Scientific and Practical Conference with international participation, 65 – 74. Moscow. [in Russian language]
8. Pashkevich M. F., Pechkovskaya O. E. (2006). Load capacity of planetary eccentric gears. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Mashinostroenie: nauchno-tekhnicheskiy zhurnal, (8), 11 – 19. Moscow: Moskovskiy gosudarstvenniy tekhnicheskiy universitet im. N. E. Baumana (MGTU). [in Russian language]
9. Man'shin Yu. P., Man'shina E. Yu. (2015). Rationalization of the design algorithm for worm gears for machine drives. State and prospects for the development of agricultural engineering: materials of the 8th International Scientific and Practical Conference within the framework of the 18th International Agro-Industrial Exhibition “Interagromash-2015”, 277 – 279. Rostov-na-Donu. [in Russian language]
10. Demidov A. V. (2007). Product quality design. Design of mechanisms and machines PMM–2007: Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference, 57 – 61. Voronezh: VGTU. [in Russian language]
11. Demidov A. V., Popov A. V., Rutskov M. V. (2009). Using the tools of the Compass 3D graphic system to solve problems in the theory of mechanisms and machines. Ensuring product quality at the stages of design and technological preparation of production: interuniversity collection of scientific papers. Voronezh: GOUVPO «Voronezhskiy gosudarstvenniy tekhnicheskiy universitet». [in Russian language]
12. Demidov A. V. (2012). Design of mechanical transmissions using CAD. 52 Scientific and technical conference of teaching staff, researchers, graduate students and students. Section "Machine parts", 45 – 47. Voronezh: VGTU. [in Russian language]
13. Srivastava J. P., Sarkar P. K., Ranjan V. (2004). Contact Stress Analysis in Wheel-Rail by Hertzian Method and Finite Element Method. Journal of The Institution of Engineers (India): Series C, 95(4), 319 – 325. [in Russian language] DOI: 10.1007/s40032-014-0145-x
14. Karelina M. Yu., Atamanenko N. V., Kostyuk I. V., Nikitin S. V. et al. (2020). Applied mechanics. Part 3. Machine parts and basics of mechanism design. Moscow: MADI. [in Russian language]
15. Arvind S. Kale. (2013). Bending Fatigue Failure in Gear Tooth. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), 2(3), 802 – 809. AISSMS COE, Shivajinagar, Pune-411019.
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/hb.2024.05.pp.010-022
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/hb.2024.05.pp.010-022
and fill out the form
.
|
Archive
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»