Cvičení stavba a provoz strojů 2 Řemenový převod Distanční text

Transkript

1 Projekt OP RLZ Opatření Tento projekt je spolufinancován evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Dokument byl vytvořen s finanční podporou Evropské unie a České republiky. Obsah tohoto dokumentu je plně v zodpovědnosti příjemce grantu a nelze jej v žádném případě považovat za oficiální stanovisko Evropské unie a České republiky. Cvičení stavba a provoz strojů 2 Řemenový převod Distanční text 2007

2 Celkový obraz O modulu: Modul je určen pro studenty předmětu Stavba a provoz strojů (cvičení). Studenti musí mít základní vědomosti a dovednosti v oblasti technického kreslení, mechaniky, stavby a provozu strojů, strojírenské technologie a práce s počítačem (CAD aplikace Autodesk Inventor, tabulkové kalkulátory Microsoft Excel ). Dalším předpokladem je znalost základních matematických operací. Tento modul přímo navazuje na modul Stavba a provoz strojů 2 - Řemenové převody Účastníci kurzu budou znát zásady pro využití a konstrukci řemenového převodu. Dále budou mít přehled o využití CAD systémů při realizaci výkresové dokumentace řemenového převodu. Formou projektové práce si procvičí provedení základních návrhových a kontrolních výpočtů řemenového převodu. Naučí se práci se technickými normami. Dále si osvojí dovednost tvorby výkresové dokumentace pomocí moderních CAD systémů. Pomůcky a nástroje: strojnické tabulky, ukázky základních typů řemenových převodů, kalkulačka, počítač s CAD softwarem (např. Autodesk Inventor), tabulkovým kalkulátorem (např. Microsoft Excel), flash animace (jako podpora) pro tvorbu technické dokumentace. Pravidla a konvence: Základem uspořádání modulu je následující schéma: opakování (test) zadání konstrukčního cvičení pevnostní výpočet sestavení funkčního celku výkres sestavení výrobní výkresy - testy.

3 Obsah 1. Řemenový převod, rozvaha, výpočet, pojmenování Rozvaha Výpočet... 6 Vzor výpočtu Pojmenování 3D objektů... 9 DOPORUČENÍ UPOZORNĚNÍ! Vypočtené rozměry modelů použitých v tomto vzorovém příkladu Model 003_řemenice_ Postup D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: Výkres Postup Model 003_řemenice_ Postup Postup D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: ŘEMEN Postup Postup D model k obrázku ve formátu DWF: Sestava převod klínovým řemenem 1část Postup D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: Hřídel Postup D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF:... 32

4 7. Ložisko Postup D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: Těleso Postup D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: Pero Postup Podsestava hřídel Postup D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: D model k obrázku ve formátu DWF: Sestava převod klínovým řemenem 2část Postup D model k obrázku ve formátu DWF: Další příklady Zadání... 47

5 1. Řemenový převod, rozvaha, výpočet, pojmenování. Popis lekce: Cílem této kapitoly je zahájit projekt jednostupňového řemenového převodu pohonu kotoučové pily za použití 3D modeláře AUTODESK INVENTOR. Dalším cílem je vytvoření modelů a sestav řemenového převodu pohonu kotoučové pily. Klíčová slova: 3D model. Konstrukční prvek. Sestava.. Náčrt. Kóta. Pojmenování. Délka lekce: 45 minut (1 vyučovací hodina) 1.1 Rozvaha Řemenový převod slouží k přenosu kroutícího momentu mezi rovnoběžnými hřídeli pomocí řemenů. Nepoužívanější typ je pomocí dvou řemenic. Rozdílným průměrem lze dosáhnout snížení i zvýšení otáček. Pomocí starších typů řemenových převodů (transmisi) se mohlo dosáhnou i změny směru otáčení. Nepoužívanější typ řemenového převodu je pomocí dvou řemenic. Obecně slouží: k přenosu kroutícího momentu, k jeho zvýšení, nebo snížení pomocí jednoho nebo i více řemeny ke zvýšení, nebo snížení otáček, změně směru otáček - starší typy plochých řemenů (transmisí) nepoužívá se Typy řemenů: Plochý řemen. Klínový řemen Více násobný řemen Ozubený řemen Jednotlivé typy řemenů, jejich použití a výpočet, jsou popsány v modulu Stavba a provoz strojů 2 - Řemenové převody V tomto projektu vymodelujeme řemenový převod dvěma klínovými řemeny pomocí dvou řemenic. Sestavu budou tvořit modely: 2 řemenice,2 klínové řemeny, podsestava hřídele.

6 Podsestava hřídel bude tvořena modely: těleso, hřídel, ložiska, pero. 1.2 Výpočet Výpočet převodu klínovými řemeny, ložisek a per nejsou součástí tohoto projektu, použijte výpočty z modulu Stavba a provoz strojů 2 - Řemenové převody. Výpočet lze řešit několika postupy: Ručně - tzn. Všechny potřebné výpočty provedeme pomocí tužky, papíru a kalkulátoru. Tabulkovým kalkulátorem - tzn. Všechny potřebné výpočty provedeme pomocí tabulkového kalkulátoru (např. EXCEL). Nadstavbou 3D modeláře tzn. Všechny potřebné výpočty provede specializovaný doplněk 3D modeláře. Ten provede po zadání vstupních údajů všechny potřebné výpočty rozměrů, popřípadě i pevnostní kontrolu, a vytvoří korektní sestavu 3D modelů i výkresovou dokumentaci.

7 Vzor výpočtu Vzory běžného řemenového převodu Schéma Vzorce Dané hodnoty Výkon P (kw) Hnací otáčky n d (min -1 ) Hnané otáčky n D (min -1 ) P j = P. c 2 (kw) c 2 součinitel provozního zatížení (Stroj.tab) Profil řemenu z diagramu pro volbu řemene (Stroj.Tab.) i = n d. n D d p se volí s ohledem na rozměr a životnost řemene z diagramu tabulky v ST D p = i. d p P r se odečte z tabulky v ST 0,7(D p + d p ) < A< 2(D p + d p ) Cos(β/2) = (D p - d p )/2A => β α = (180º- β)/2 L p = 2A. sin(β/2) +π/2. (D p - d p ) + + ((π. αº)/180º). (D p - d p ) L i z tabulky v ČSN (ST) z = (P. c 2 )/(P r. c 1. c, ) (zaokrouhlit na celé číslo) c 1 - součinitel úhlu opásání závislý na β (ST) c 3 - součinitel délky řemene závislý na L i (ST)

8

9 Nadstavba 3D modeláře pro návrh řemenového převodu 1.3 Pojmenování 3D objektů Všechny modely, které vytvoříte jsou v tomto souboru: modely_remenovy_prevod.zip Pojmenovávání objektů v 3D modeláři AUTODESK INVENTOR musí být jedinečné, to znamená že systém nedovolí pojmenovat dva modely stejným jménem, toto pravidlo platí i pro sestavy a výkresy. Stejné jméno můžete zároveň použít pro model, sestavu a výkres (modelu, nebo sestavy). V praxi se nejčastěji používá kombinace písmen, číslic, pomlčky a podtržítka. Typické pojmenování seskládá z číselné řady (číslo stroje),pomlčky/podtržítka a názvu, např hřídel. Touto číselnou řadou začínají jména všech 3D objektů. Návrh: V tomto projektu bude název každého 3D objektu : 003-název DOPORUČENÍ Při pojmenovávání jednotlivých objektů raději nepoužívejte diakritiku a speciální znaky (lomítka, mezery, hvězdičky atd.). AUTODESK INVENTOR tyto znaky v názvech svých objektů umožňuje, ale tyto speciální znaky pak komplikují vyhledávání pomocí zprávy dat a mohou způsobit komplikace při načítání dat do konkurenčních 3D programů. 1.4 UPOZORNĚNÍ! MODELY, SESTAVY, ROZMĚRY A POSTUPY VYTVÁŘENÍ POPSANÉ V TOMTO PROJEKTU JSOU VZOROVÉ! SLOUŽÍ JEN JAKO NÁZORNÝ PŘÍKLAD JEDNOHO Z MNOHA POSTUPŮ VYTVÁŘENÍ 3D GEOMETRIE!

10 1.5 Vypočtené rozměry modelů použitých v tomto vzorovém příkladu

11 Obrázek 1 Řemenový převod

12 2. Model 003_řemenice_1 2.1 Postup 1) Spustit AUTODESK INVENTOR AUTODESK INVENTOR se spouští pomocí ikony na pracovní ploše monitoru, nebo z WINDOWS lišty START / PROGRAMY / AUTODESK / INVENTOR / Autodesk Inventor 2) Nový model. V dialogovém okně OPEN (Soubor-Nový ) vyberte odpovídající startovací model. V záložce METRICKÉ vyberte ikonu Norma (mm).ipt a potvrďte tlačítkem OK. Otevře se pracovní prostředí modelu. Obrázek 2-1 Dialogové okno Open 3) Geometrie řemenice 1) Náčrt těla řemenice Náčrt promítnout geometrii (horizontální a vertikální rovina)- kružnice kóty (průměr 180mm) vazby.

13 Obrázek 2-2 náčrt řemenice 1 2) Vysunout materiál Vysunout (28mm) Obrázek 2-3 vysunutí řemenice 1 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 2-3 vysunutí řemenice 1: DWF 4) Drážky a) Náčrt (rovina osy rotace) promítnout geometrii osa rotace geometrie drážky vazby kóty úprava rozměrů.nakreslete Náčrt řemenové drážky

14 Obrázek 2-4 skica drážky 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 2-4 skica drážky: DWF b) Geometrie drážky. Rotovat odříznout (osa rotace) c) Pole drážek Obdélníkové pole vybrat drážku směr počet drážek (2) rozestup (12) Obrázek 2-5 pole drážek

15 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 2-5 pole drážek : DWF d) Pracovní rovina pro umístění řemene Pracovní rovina odsadit od čela (-8). Obrázek 2-6 Pracovní rovina 5) Díra pro hřídel Vytvořte díru pro hřídel a) Náčrt b) Rotace / vysunutí / soustředná díra c) Drážka pro pero d) Sražení hran Obrázek 2-7 díra 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek díra: DWF 6) Zaoblení a zkosení hran drážek

16 Obrázek 2-8 zaoblení a sražení drážek 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 2-8 zaoblení a sražení drážek : DWF 7) Uložit pod názvem 003-remenice_1.ipt 2.2 Výkres Zvýše vytvořeného modelu vytvořte výkresovou dokumentaci (výkres). Postup 1) Nový výkres. Soubor Nový - Norma (mm).idw 2) Změna formátu Obrázek 2-9 format

17 Strom prvků (Model) Vyberte pravým.tl.myši List:1 Upravit list V okně Upravit list, buňka Velikost vyberte nový formát. 3) První pohled Panel Výkresové pohledy Základní pohled (Pokud systém nenabídne model 003_remenice_1.ipt použijte okně Výkresový pohled ikonu Soubor ) - Vyberte 003_remenice_1.ipt Otevřít Tažením kurzoru vyberte umístění pohledu ve výkresové ploše v buňce orientace vyberte vhodnou orientaci modelu Levým.tl.myši potvrďte umístění. 4) Posun pohledu po výkresové ploše Najeďte kurzorem na pohled a uchopte jej levým.tl.myši za červený rámeček (kurzor změní grafiku) Přemístěte pohled na nové místo. 5) Změna měřítka pohledu Kurzorem na pohled dvojklik na červený rámeček pohledu Okno Výkresový pohled Měřítko, měřítko lze zadávat zlomkem, desetinným číslem, celým číslem, poměrem (např.1:2) - OK. Promítané pohledy přebírají měřítko z rodičovského pohledu.

18 6) Odstranění pohledu Vyberte pohled (půdorys) klávesa Delete OK. Pozor: pokud odstraníte rodičovský pohled, budou odstraněny i na něm závislé pohledy. 7) Řez Pohled (klik do červeného rámečku) V Panel Výkresové pohledy - Pohled řezu - čára řezu Pravé.tl.myši Pokračovat levým.tl.myši umístit. Obrázek 2-9 nárys a řez 8) Hustota šrafování Kurzorem na šrafy pravé.tl.myši, vyberte

19 9) Zobrazení os Pohled pravé.tl.myši Automatické Odstranění osy: - vyberte osu Delete. 10) Kóty a) Kóty modelu: Pravým.tl.myši pohledu Obnovit rozměry.

20 b) Výkresové kóty Pravé.tl.myši - Panel Výkresové pohledy Panel Poznámky výkresu - Obecná kóta c) Změna umístění kóty Vybrat kótu přesunout. 11) Uložte pod stejným názvem jako zobrazovaný oběkt. 003_remenice_1.idw Obrázek _remenice_1

21 3. Model 003_řemenice_2 3.1 Postup Postup vytvoření modelu 003_remenice_2 je totožný spostupem vytvoření 003_řemenice_1 v kapitole 2. Jednou z možností výrazného urychlení vytvoření nové řemenice je, zkopírovat model 003_remenice_1, upravit rozměry a vytvořit potřebné nové prvky Postup 12) Načtěte model 003_remenice_1 do pracovního okna. 13) Zkopírujte ho pod novým názvem 003_remenice_2 Soubor Uložit kopii jako File name 003_remenice_2 Uložit. 14) Načtěte nový model 003_remenice_2 15) Zobrazte rozměry Strom prvků pravým.tl.myši vybrat prvek Zobrazit rozměry 16) Upravte hodnoty rozměrů Obrázek 3-1 nové rozměry

22 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 3-1 nové rozměry: DWF 17) Doplnit další prvky Náčrt odlehčení Rotovat Zaoblení Díra pole děr Obrázek 3-2 další prvky 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek další prvky: DWF 18) Uložit

23 Obrázek _remenice_2 19) Výkres Postup vytvoření výkresu je stejný jako v kapitole 2. Obrázek _remenice_2 výkres

24 4. ŘEMEN 4.1 Postup Geometrie modelu řemenu je vytvořena Prvkem Tažení. Protože je to nakupovaný díl, není potřeba vytvářet výkres. Postup 20) Nový model. Soubor Nový - Norma (mm).ipt 21) Náčrty geometrie řemene a) Náčrt dráhy Náčrt promítnout geometrii (horizontální a vertikální pracovní rovina).-.dvě kružnice středovým bodem 2 čáry Odříznout vnitřní části vazby obecná kóta b) Náčrt vlečeného profilu Obrázek4_1 náčrt dráhy Náčrt promítnout geometrii (náčrt dráhy) os symetrie nakreslit profil zakótovat vazby.

25 Obrázek4_2 vlečeného profilu 22) Tažení geometrie Po náčrtu táhněte profil řemene. Prvky součásti Tažení - vybrat Profil vybrat Trajektorii Obrázek4_3 tažení 23) Uložit Uložit pod názvem 003_remen.ipt.

26 Obrázek4_4 003_remen 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek _remen: DWF

27 5. Sestava převod klínovým řemenem 1část 5.1 Postup 24) Sestava Soubor nový metrické Norma (mm).iam. 25) První řemenice Umístit komponentu (003_remenice_1.ipt Obrázek5_1 řemenice 1 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 5_1 - řemenice 1: DWF 26) Druhá řemenice Umístit komponentu (003_remenice_2.ipt) Vazby Proti sobě - Proti sobě Proti sobě s odsazením

28 Obrázek5_2 druhá řemenice 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 5_2 druhá řemenice: DWF 27) Řemeny a) 1 řemen Umístit komponentu (003_remen.ipt) Vazby Proti sobě - Proti sobě Proti sobě Obrázek5_3 řemen 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek řemen: DWF

29 b) 2 řemen Pole komponent - Vybrat pole prvků referencí je drážka malé řemenice. Obrázek5_4 druhý řemen 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 5_4 druhý řemen: DWF 28) Uložit pod názvem 003_Prevod_klinovym_remenem.iam

30 6. Hřídel 6.1 Postup 1) Nový model. Soubor Nový - Norma (mm).ipt 2) Tělo hřídele a) Náčrt Náčrt promítnout geometrii.-.osa rotace geometrie náčrtu vazby obecná kóta b) Rotovat materiál Obrázek6_1 náčrt hřídel Obrázek6_2rotace hřídel 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 6_2 - rotace hřídel: DWF 3) Závit

31 Závit - vybrat válcovou Obrázek6_3 závit hřídel 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 6_3 závit hřídel: DWF 4) Drážka pro pero Pracovní rovina - Náčrt drážky - Drážka Obrázek6_4 drážka hřídel

32 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 6_4 drážka hřídel: DWF 5) Sražení a zaoblení hran Zaoblete a srazte (zkosení) hrany dle konstrukčních zvyklostí. 6) Uložit pod názvem 003- hridel.ipt 7) Výkres Postup vytvoření výkresu hřídele je podobný jako u kapitoly 2. Obrázek6_5 výkres hřídele

33 7. Ložisko 7.1 Postup Standardně se ložiska v praxi nemodelují, ale použijí se z knihovny normálií. Vtom to projektu ložiska vymodelujeme. Jejich pomocí zopakujeme postup vytvoření kruhového pole kuličky. 1) Nový model. Soubor Nový - Norma (mm).ipt 2) Tělo ložiska a) Náčrt Náčrt promítnout geometrii.-.osa rotace osa symetrie obdélník obdélník kružnice ořezat vazby obecná kóta. b) Rotovat materiál Rotovat. Obrázek7_1 náčrt ložisko

34 Obrázek7_2 rotace ložisko 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 7_2 - rotace ložisko: DWF 3) Kuličky a) Náčrt Náčrt (pracovní rovina procházející osou rotace) osa rotace vazba (symetrie) oblouk úsečka vazby (soustřednost) obecná kóta.. Obrázek7_3 náčrt kulička b) Rotovat Rotovat systém automaticky vybere plochu náčrtu a osu rotace.

35 Obrázek7_4 kulička 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 7_4 - kulička: DWF c) Kruhové pole Obrázek7_5 kuličky ložisko 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 7_5 kuličky ložisko: DWF

36 d) Zaoblit Obrázek7_6 zaoblení ložisko 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 7_6 zaoblení ložisko: DWF e) Uložit pod názvem 003_lozisko.ipt

37 8. Těleso 8.1 Postup 1) Nový model. Soubor Nový - Norma (mm).ipt 2) Náčrt Náčrt osa rotace osa symetrie polovina náčrtu - zrcadlit obecná kóta.. 3) Rotovat Obrázek8_1 náčrt Obrázek8_2 rotace 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 8_2 - rotace: DWF 4) Packy a) Náčrt

38 Náčrt osa symetrie polovina náčrtu - zrcadlit vazby - obecná kóta. Obrázek8_3 náčrt packy b) Vysunutí Vysunout vybrat obdélníky náčrtu na obě strany rozměr. Obrázek8_4 packy 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 8_4 - packy: DWF c) Zaoblení pacek, odlehčení pacek, díry pro kotevní šrouby

39 Obrázek8_5 003_teleso 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek 8_5 003_teleso: DWF 5) Uložit pod názvem 003_teleso.ipt. 6) Výkres Obrázek8_6 003_teleso výkres

40 9. Pero 9.1 Postup Tento model můžete načíst z katalogu normalizovaných součástí, nebo vymodelovat Obrázek10 pero

41 10. Podsestava hřídel Postup Podsestava tvoří logický montážní celek. 1) Sestava Soubor nový metrické Norma (mm).iam. 2) Hřídel Umístit komponent (003_hridel.ipt Obrázek11_1 hřídel 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek11_1 hřídel: DWF 3) Ložiska Umístit komponentu - dvakrát 003_lozisko.ipt vazby Obrázek11_2 ložiska

42 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek11_2 ložiska: DWF 4) Těleso Umístit komponent (003_teleso.ipt) vazby. Obrázek11_3 těleso 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek11_3 těleso: DWF 5) Pero Umístit komponent (003_pero.ipt) vazby. Obrázek11_4 pero

43 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek11_4 pero: DWF 6) Uložit pod názvem 003_teleso.iam 7) Výkres Postup vytvoření výkresu, pohledů a řezu je stejný jako v kapitole 2. a) Kusovník Pravé.tl.myši v Panel Výkresové pohledy Panel Poznámky výkresu - Kusovník Vyberte pohled podsestavy OK umístěte tabulku kusovníku. b) Automatické pozice Panel Poznámky výkresu Pozice - Automatické pozice Pohled Přidat nebo odebrat komponenty vyberte modely - Vybrat umístění.

44 8) Uložit Obrázek11_8 003_teleso výkres

45 11. Sestava převod klínovým řemenem 2část Postup 1) Sestava Soubor otevřít 003_Prevod_klinovym_remenem.iam. 2) Těleso Umístit komponent (003_těleso.iam). vazby. Nasunout hřídel do otvoru malé řemenice, zarovnat pero do drážky. Obrázek12_1 003_Prevod_klinovym_remenem 3D model k obrázku ve formátu DWF: Obrázek12_1 003_Prevod_klinovym_remenem: DWF 3) Výkres Postup vytvoření výkresu, pohledů, řezu a kusovníku je stejný jako v kapitole 2 a 11.

46 4) Uložit Obrázek12_2 výkres

47 12. Další příklady 12.1 Zadání Vypočítejte řemenový převod pro daná zadání:

48 Seznam literatury 1. Kříž, Martinisko, Weigner-Konstrukční cvičení II 2. Stavba a provoz strojů - 3. ročník 3. Vávra-Strojnické tabulky Seznam obrázků Obrázek 1 Řemenový převod Seznam tabulek Chyba! Nenalezena položka seznamu obrázků. Seznam algoritmů Chyba! Nenalezena položka seznamu obrázků. Reference Rejstřík Chyba! Nebyly nalezeny položky rejstříku.