проектирование деталей машин с использованием программного комплекса Ansys

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «Механика» В.Н. ГОРЕЛОВ А.Н. ЛУКЬЯНОВА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ МАШИН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ANSYS Учебно-методическое пособие Самара Самарский государственный технический университет 2011 Печатается по решению Редакционно-издательского совета СамГТУ УДК 681.3.02 Проектирование деталей машин с использованием программного комплекса ANSYS: учеб.-метод. пособие. / В.Н. Горелов, А.Н. Лукьянова. – Самара; Самар. гос. техн. ун-т, 2011. - 70 с.: ил. 54. ISBN В учебно-методическом пособии рассмотрена методика расчета изгибающих и крутящих моментов, реакций в опорах валов в курсовом проектировании двухступенчатого цилиндрического редуктора с применением программного комплекса ANSYS. Учебное пособие предназначено для студентов высших технических учебных заведений механических специальностей очной и заочной формы обучения. Рецензент: канд. техн. наук, доцент Бузуев И.И. В.Н. Горелов, 2011 А.Н. Лукьянова, 2011 Самарский государственный технический университет, 2011 2 Оглавление Введение……………………………………………………………...4 1. Исходные данные для конечно-элементного моделирования…5 2. Определение сил в зацеплении цилиндрической, конической и червячной передачи………………….……………...9 3. Проектный расчет валов………………………………………...15 3.1. Пример расчета быстроходного вала…………………………16 3.2. Пример расчета промежуточного вала……………………….20 3.3. Пример расчета тихоходного вала……………………………25 4. Моделирование валов в программе ANSYS…………………...29 4.1. Основные этапы моделирования входного вала…………….30 4.2. Основные этапы моделирования промежуточного вала……47 4.3. Основные этапы моделирования выходного вала…………...51 4.4. Подробное моделирование выходного вала…………………54 5. Использование результатов КЭ моделирования в курсовомпроектировании деталей машин………………………..63 5.1. Расчет долговечности подшипников…………………………63 5.2. Расчет коэффициента запаса прочности вала………………..63 5.3. Расчет валов на жесткость…………………………………….64 Заключение…………………………………………………………66 Библиографический список………………………………………..66 Приложение………………………………………………………...68 3 Введение Современные достижения науки и техники, возрастающая функциональность современных изделий требуют выполнения проектных работ большого объема. Требования к качеству проектов, срокам их выполнения оказываются все более жесткими в условиях конкурентной борьбы за потребителя. Решение проблемы возможно путем внедрения в практику инженерного проектирования методов и средств автоматизированного проектирования и анализа, которые базируются на современных достижениях физики, математики, вычислительной техники и теории проектирования. Метод конечных элементов (МКЭ) является мощным, надежным и современным средством исследования поведения конструкций в условиях разнообразных воздействий. Программа ANSYS, использующая МКЭ, широко известна и пользуется популярностью среди инженеров, занимающихся решением вопросов прочности. Средства МКЭ ANSYS позволяют проводить расчеты статического и динамического напряженно-деформированного состояния конструкций, в том числе геометрически и физически нелинейных задач механики деформируемого твердого тела. Это позволяет решить широкий круг инже