Помощь студентам в учебе
Анализ контактных напряжений в зацеплении передачи с промежуточными телами качения и свободной обоймой
|
Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки 9
Введение 10
1. Анализ контактных напряжений в циклоидальных передачах 12
1.1 Циклоидальные кривые 12
1.2 Циклоидальные передачи 14
1.2.1 Цевочные передачи 14
1.2.2 Торцевые передачи 16
1.2.3 Торцевое цевочное зацепление 21
1.2.4 Эксцентриково-циклоидальное зацепление 23
1.2.5 Передачи с промежуточными телами качения 25
2. Определение контактного напряжения в передаче с ПТКСО 30
2.1 Теория расчета контактных напряжений 30
3. Анализ существующих методик определения контактных напряжений в циклоидальном зацеплении 42
3.1 Оценка влияния исходных параметров передачи с ПТКСО на величину расчётного контактного напряжения в зацеплении 42
ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА 48
Задание выдал консультант: 49
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 50
4.1 Предпроектный анализ. Потенциальные потребители результатов исследования 50
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения ...52
4.3 SWOT-анализ 55
4.4 Инициация проекта 61
4.5 Организационная структура проекта 63
4.6 Ограничения и допущения проекта 63
Планирование управления научно-техническим проектом 64
4.7.1. Иерархическая структура работ проекта 64
4.7.2 Контрольные события проекта 65
4.8 План проекта 66
4.9 Бюджет научного исследования 68
4.9.1 Специальное оборудование для научных экспериментальных) работ: 69
4.9.2 Расчет амортизации специального оборудования: 69
4.10 Расчет заработной платы 70
4.10.1 Расчет дополнительной заработной платы научно-производственного персонала 72
4.11 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 73
4.12 Накладные расходы 73
4.13 Бюджетная стоимость НИР 74
4.14 Общие итоги финансирования и расходов 75
4.15 Матрица ответственности 75
4.16.1 Оценка экономической эффективности проекта 76
4.16.2 Оценка сравнительной эффективности 77
4.17 Выводы по разделу: 81
5. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 86
5.1 Правовые нормы трудового законодательства 86
5.2 Производственная безопасность 87
5.2.1 Производственные факторы, связанные с электрическим током, вызываемым разницей электрических потенциалов, под действие которого попадает работающий 89
5.2.2 Производственные факторы, связанные с отсутствием или недостатком необходимого искусственного освещения 90
5.2.3 Производственные факторы, связанные с аномальными микроклиматическими параметрами воздушной среды на местонахождении работающего 92
5.2.4 Производственные факторы, обладающие свойствами психофизиологического воздействия на организм человека (активное наблюдение за ходом производственного процесса, монотонность труда, перенапряжение анализаторов) 93
5.2.5 Производственные факторы, связанные с акустическими колебаниями в производственной среде и
характеризуемые: повышенным уровнем и другими неблагоприятными характеристиками шума 94
5.3. Экологическая безопасность 96
5.3.1 Воздействие на селитебную зону 96
5.3.2 Воздействие на литосферу 96
5.3.3 Воздействие на гидросферу 97
5.3.4 Воздействие на атмосферу: 97
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 100
5.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 101
5.6 Заключение по разделу «Социальная ответственность» 103
Список использованных источников 108
Приложение 113
Введение 10
1. Анализ контактных напряжений в циклоидальных передачах 12
1.1 Циклоидальные кривые 12
1.2 Циклоидальные передачи 14
1.2.1 Цевочные передачи 14
1.2.2 Торцевые передачи 16
1.2.3 Торцевое цевочное зацепление 21
1.2.4 Эксцентриково-циклоидальное зацепление 23
1.2.5 Передачи с промежуточными телами качения 25
2. Определение контактного напряжения в передаче с ПТКСО 30
2.1 Теория расчета контактных напряжений 30
3. Анализ существующих методик определения контактных напряжений в циклоидальном зацеплении 42
3.1 Оценка влияния исходных параметров передачи с ПТКСО на величину расчётного контактного напряжения в зацеплении 42
ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА 48
Задание выдал консультант: 49
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 50
4.1 Предпроектный анализ. Потенциальные потребители результатов исследования 50
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения ...52
4.3 SWOT-анализ 55
4.4 Инициация проекта 61
4.5 Организационная структура проекта 63
4.6 Ограничения и допущения проекта 63
Планирование управления научно-техническим проектом 64
4.7.1. Иерархическая структура работ проекта 64
4.7.2 Контрольные события проекта 65
4.8 План проекта 66
4.9 Бюджет научного исследования 68
4.9.1 Специальное оборудование для научных экспериментальных) работ: 69
4.9.2 Расчет амортизации специального оборудования: 69
4.10 Расчет заработной платы 70
4.10.1 Расчет дополнительной заработной платы научно-производственного персонала 72
4.11 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 73
4.12 Накладные расходы 73
4.13 Бюджетная стоимость НИР 74
4.14 Общие итоги финансирования и расходов 75
4.15 Матрица ответственности 75
4.16.1 Оценка экономической эффективности проекта 76
4.16.2 Оценка сравнительной эффективности 77
4.17 Выводы по разделу: 81
5. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 86
5.1 Правовые нормы трудового законодательства 86
5.2 Производственная безопасность 87
5.2.1 Производственные факторы, связанные с электрическим током, вызываемым разницей электрических потенциалов, под действие которого попадает работающий 89
5.2.2 Производственные факторы, связанные с отсутствием или недостатком необходимого искусственного освещения 90
5.2.3 Производственные факторы, связанные с аномальными микроклиматическими параметрами воздушной среды на местонахождении работающего 92
5.2.4 Производственные факторы, обладающие свойствами психофизиологического воздействия на организм человека (активное наблюдение за ходом производственного процесса, монотонность труда, перенапряжение анализаторов) 93
5.2.5 Производственные факторы, связанные с акустическими колебаниями в производственной среде и
характеризуемые: повышенным уровнем и другими неблагоприятными характеристиками шума 94
5.3. Экологическая безопасность 96
5.3.1 Воздействие на селитебную зону 96
5.3.2 Воздействие на литосферу 96
5.3.3 Воздействие на гидросферу 97
5.3.4 Воздействие на атмосферу: 97
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 100
5.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 101
5.6 Заключение по разделу «Социальная ответственность» 103
Список использованных источников 108
Приложение 113
В настоящее время известно довольно много различных видов цевочных передач и передач с промежуточными телами качения (ПТК). Мировыми лидерами в производстве цевочных передач являются компании SUMITOMO (США), CYCLO Getriebebau (Австрия), Nabtesco Corporation (Япония). Передачи с ПТК производят в основном в России и Белоруссии. Передачи с ПТК обладают рядом высоких технических характеристик, таких как: большое передаточное число одной ступени (до 60), малая инерционность звеньев, большая нагрузочная способность, невосприимчивость к кратковременным перегрузкам, высокий КПД (до 0,97), соосное вращение входного и выходного валов и т.д.[1]
При использовании передач с ПТК необходимо более детально проводить расчеты ее звеньев на прочность. Силовые звенья в передаче с ПТК подвергаются деформациям в основном от контактных нагрузок [2], поэтому изучение методик определения деформаций в зацеплении передач с ПТК позволит более точно определять напряжения, действующие на силовые звенья передачи.
В передаче с ПТКСО определяющим нагрузочную способность показателем является контактное напряжение несущих поверхностей взаимодействующих деталей. Проектируя механизм, важно понимать на начальном этапе его ориентировочные размеры с целью соблюдения требуемого габарита и корректировки исходных расчетных параметров. Поэтому определение изменения максимального контактного напряжения в зацеплении передачи с ПТКСО от исходных параметров является актуальным для проектирования механизмов при проведении инженерных расчётов [3].
Целью исследования является определение изменения максимального контактного напряжения в зацеплении передачи с промежуточными телами качения и свободной обоймой в зависимости от параметров передачи.
Задачи - изучение изменений контактных напряжений в зависимости от изменения исходных параметров передачи с ПТК и свободной обоймой.
Методы исследования - данные задачи решаются прогрессивными способами с применением ПЭВМ и программным продуктом НИ ТПУ и программных продуктов Microsoft Office. В расчётах применяются аналитические методы теории зубчатых зацеплений и напряженно-деформационного состояния деталей.
Научная новизна - определение зависимости изменения максимального контактного напряжения в зацеплении передачи с ПТКСО от исходных параметров.
Практическая ценность - определение сегмента циклоидального профиля, на котором возникают максимальные контактные напряжения, ограниченном углом поворота обоймы ф2.
Во введении работы сформулирована актуальность темы, установлены цели и задачи исследования, определена новизна и практическая значимость полученных результатов.
В заключении изложены основные выводы и результаты работы.
При использовании передач с ПТК необходимо более детально проводить расчеты ее звеньев на прочность. Силовые звенья в передаче с ПТК подвергаются деформациям в основном от контактных нагрузок [2], поэтому изучение методик определения деформаций в зацеплении передач с ПТК позволит более точно определять напряжения, действующие на силовые звенья передачи.
В передаче с ПТКСО определяющим нагрузочную способность показателем является контактное напряжение несущих поверхностей взаимодействующих деталей. Проектируя механизм, важно понимать на начальном этапе его ориентировочные размеры с целью соблюдения требуемого габарита и корректировки исходных расчетных параметров. Поэтому определение изменения максимального контактного напряжения в зацеплении передачи с ПТКСО от исходных параметров является актуальным для проектирования механизмов при проведении инженерных расчётов [3].
Целью исследования является определение изменения максимального контактного напряжения в зацеплении передачи с промежуточными телами качения и свободной обоймой в зависимости от параметров передачи.
Задачи - изучение изменений контактных напряжений в зависимости от изменения исходных параметров передачи с ПТК и свободной обоймой.
Методы исследования - данные задачи решаются прогрессивными способами с применением ПЭВМ и программным продуктом НИ ТПУ и программных продуктов Microsoft Office. В расчётах применяются аналитические методы теории зубчатых зацеплений и напряженно-деформационного состояния деталей.
Научная новизна - определение зависимости изменения максимального контактного напряжения в зацеплении передачи с ПТКСО от исходных параметров.
Практическая ценность - определение сегмента циклоидального профиля, на котором возникают максимальные контактные напряжения, ограниченном углом поворота обоймы ф2.
Во введении работы сформулирована актуальность темы, установлены цели и задачи исследования, определена новизна и практическая значимость полученных результатов.
В заключении изложены основные выводы и результаты работы.
В заключении можно отметить, что в результате проведённых исследований магистерской диссертации, поставленные цели достигнуты полностью, доказана эффективность применения передач в силовых механизмах общего машиностроения и в оборудовании нефтяной, нефтеперерабатывающей промышленности и строительной техники.
Применение прогрессивных технологий CAD-CAM системы программного продукта НИ ТПУ и программных продуктов Microsoft Office помогли достигнуть высоких результатов исследования за короткий период времени, снижая время на получение и обработку результатов проделанной работы.
Данное исследование может быть применено в машиностроительных производствах, при проектировании спецтехники строительной отрасли, колёсных редукторах автомобильного и тракторного машиностроения. Так же исследования будут полезны при проектировании компактных приводов трубопроводной арматуры на опасных производственных объектах нефтяной и нефтеперерабатывающих отраслей промышленности, где требуется создавать крутящие моменты выходного звена привода свыше 1000 Нм при минимальных масса-габаритных характеристиках в стеснённых условиях работы узлов.
Передачи ПТКСО обладают большим запасом прочности, минимальными габаритами и при применении специальных марок материалов с повышенными прочностными характеристиками циклоидальные профили в передачах с ПТК имеют большой потенциал для проведения дальнейших исследований в научной сфере и сфере практического применения силовых тяжелонагруженных механизмов.
Повышение надёжности и долговечности продукции поможет машиностроительным производствам быть конкурентоспособными в различных областях на производственном экономическом рынке.
В разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережения» был произведен сравнительный анализ ресурсоэффективности передач с ПТК и нагруженным сепаратором и передачи с ПТКСО.
Так как в передачах ПТКСО уменьшается трение в зацеплении по сравнению с силовыми механизмами с нагруженным сепаратором , то срок службы таких механизмов будет увеличен в сравнении с уже существующими на производственном рынке.
Исследования сил, деформаций и контактных напряжений в зацеплении передач ПТКСО поможет проектировать эти передачи с сравнительно малыми габаритными размерами корпусов при создании больших значений усилий в зацеплении. Снижение трения в передаче способствует увеличению КПД механизмов за счёт снижения затраченной мощности в каждой ступени силовой передачи. Произведен SWOT анализ, составлен план проекта, контрольные события, и рассчитан общий бюджет научного исследования.
В разделе «Социальная ответственность» был произведен анализ выявленных вредных факторов проектируемой производственной среды, вредных веществ, производственного шума, освещенность помещения, защита в ЧС.
Применение прогрессивных технологий CAD-CAM системы программного продукта НИ ТПУ и программных продуктов Microsoft Office помогли достигнуть высоких результатов исследования за короткий период времени, снижая время на получение и обработку результатов проделанной работы.
Данное исследование может быть применено в машиностроительных производствах, при проектировании спецтехники строительной отрасли, колёсных редукторах автомобильного и тракторного машиностроения. Так же исследования будут полезны при проектировании компактных приводов трубопроводной арматуры на опасных производственных объектах нефтяной и нефтеперерабатывающих отраслей промышленности, где требуется создавать крутящие моменты выходного звена привода свыше 1000 Нм при минимальных масса-габаритных характеристиках в стеснённых условиях работы узлов.
Передачи ПТКСО обладают большим запасом прочности, минимальными габаритами и при применении специальных марок материалов с повышенными прочностными характеристиками циклоидальные профили в передачах с ПТК имеют большой потенциал для проведения дальнейших исследований в научной сфере и сфере практического применения силовых тяжелонагруженных механизмов.
Повышение надёжности и долговечности продукции поможет машиностроительным производствам быть конкурентоспособными в различных областях на производственном экономическом рынке.
В разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережения» был произведен сравнительный анализ ресурсоэффективности передач с ПТК и нагруженным сепаратором и передачи с ПТКСО.
Так как в передачах ПТКСО уменьшается трение в зацеплении по сравнению с силовыми механизмами с нагруженным сепаратором , то срок службы таких механизмов будет увеличен в сравнении с уже существующими на производственном рынке.
Исследования сил, деформаций и контактных напряжений в зацеплении передач ПТКСО поможет проектировать эти передачи с сравнительно малыми габаритными размерами корпусов при создании больших значений усилий в зацеплении. Снижение трения в передаче способствует увеличению КПД механизмов за счёт снижения затраченной мощности в каждой ступени силовой передачи. Произведен SWOT анализ, составлен план проекта, контрольные события, и рассчитан общий бюджет научного исследования.
В разделе «Социальная ответственность» был произведен анализ выявленных вредных факторов проектируемой производственной среды, вредных веществ, производственного шума, освещенность помещения, защита в ЧС.