Projekt CAD
Resitel: Martin Cizek
Parametricke modelovani ozubenych kol 1. Cil projektu Cilem projektu je vytvorit katalog 3D modelu ozubenych kol popripade soukoli, ktery bude navazan na MS Excel, ktery bude provadet vypocty a predavat je jako parametry pro 3D model
2. Pouzity SW Pro 3D modely jsem zvolil SW CATIA V5R16, pro svoje siroke uplatneni a univerzalnost. Pro vypocty a zadavani hodnot jsem zvolil MS Excel 2003 SP2, jelikoz je primo podporovan v CATIA V5
3. Uvod do problemu Jako prvni a nejjednodussi jsem zvolil celni ozubena kola s primy zuby, ktere v budoucnu pouziji jako vzor pro dalsi typy zubenych kol.
Nicmene komplexnost celeho problemu me donutila prehodnotit cely koncept. Z casovych duvodu a rozsahlosti dane oblasti jsem zvolil jednodusi variantu kde, spoctene hodnoty a nasledne vygenerovany model nebude pouzit jako „realny dil“ ale jako Space Allocation Model dale jen SAM. SAM modely jde vyuzit pri navrhu zarizeni, v tomto pripade treba prevodovky, kde nam ukaze priblizne rozmery kola a to zdali se nam vejde do skrine atd.
-1-
Projekt CAD
Resitel: Martin Cizek
4. Postup tvorby modelu Jako prvni jsem nadefinoval parametry a,m,z ktere budou prevzate z excelu. Nasledne jsem definoval ostatni parametry ktere budou vypocitane ze zakladnich hodnot jako jsou prumery jednotlivych kruznic, uhel sklonu atd.
V dalsim kroku jsem zadefinoval vazby (funkce) pro jiz konrketni gemotrii. Na obrazku je videt editor funkci, konkretne pro hlavovou kruznici.
-2-
Projekt CAD
Resitel: Martin Cizek
Uplne na konec jsem definoval 2 normy „LAW“ kde je napsana evolventni funkce pro roviny Y a Z. Tuto Evolventni funkci pozdeji pouziji pro konstrukci boku zubu.
Tvorba evolventy je mozna dvema zpusoby. Prvni moznost je pouzit paraelni krivku k primce a misto konstanti vzdalenosti se pouzije norma definujici evolventni funkci pro rovinu XZ a druha pro rovinu YZ. Tim vzniknou 2 krivky, na ktere je treba pouzit funkci Combine, ktera vytvori krivku v prostoru. Tu je nasledne treba promitnout do roviny XY cimz ziskame evolventni krivku pro bok zubu. Druha moznost je pomoci evolventnich funkci a parametru t s krokem 0.1 nadefinovat body o souradnicich: X=0 Y= Relations\yd ->Evaluate (t) Z = Relations\zd ->Evaluate (t) Kde sem t volil 0-0,4. timto dostaneme 5 bodu v rovine YZ (kolo z prvniho prikladu je modelovano v jine orientaci souradneho systemu) ktrere spojime fukci SLINE a dostaneme evolventni krivku jez vyuzijeme pro tvorbu boku zubu. Pak uz jen staci orezat profil o hlavovou a patni kruznici zaoblit a zrcadlit druhou stranu zubu. Timto dostanem profil jednoho zubu. Ten je pote pomoci pole rozkopirovan po celem obvode kola. Nyni mame cely profil kola a staci jej vytahnout do telesa pres funkci PAD. Uplne nakonec jsou definovany parametry diry pro hridel a velikosti pera.
-3-
Projekt CAD
Resitel: Martin Cizek
5. Vypocty a tabulky Uhel zaberu α – je to uhel, ktery svira tvorici primka evolventy prochazejici valivym bodem C s tecnou k roztecne kruznici. Roztecna kruznice d – ma prumer, na nemz svira evolventa profilu s osou soukoli uhel a. d1,2 = z1,2 * m Roztec p – je vzdalenost dvou sousednich zubu na roztecne kruznici merena po oblouku. p = p* ( d / z ) = p * m Modul m – je cislo, jehoz nasobenim cislem p se dosahne roztec p.Vsechny rozmery ozubeni jsou umerne modulu, proto modul m je cinitel velikosti ozubeni Ma rozmer mm a je normalizovan. Hlavova kruznice– kruznice omezujici vnejsi obrys ozubeneho kola da = d + 2 * ha Patni kruznice – kruznice omezujici vnitrni obrys ozubeneho kola df = d - 2 * hf Hlava zubu–vyska hlavy zubu – cast zubu mezi hlavovou a roztecnou kruznici ha = 0,5 * ( da - d ) = h*a * m Pata zubu –vyska paty zubu – cast zubu mezi roztecnou a patni kruznici hf = 0,5 * ( d - df ) = h*f * m Vyska zubu h = ha + hf = 0,5 * ( da - df )
-4-
Projekt CAD
Resitel: Martin Cizek Zadavane hodnoty Kolo Modul m 6 mm Pocet zubu Z 30 Uhel zaberu α 20 stupne Hridel R hridele r 10 mm Sirka pera h 5 mm sirka kola b 8 mm Vypoctene hodnoty r rotecne kruz.
rp
90
mm
r hlavove kruz.
ra
96
mm
vyska hlavy zubu
ha
6
mm
r patni kruznice
rf
84.5723
mm
r zakladni kruz.
rb
82.50
mm
Jeden z moznych vystupu je tato tabulka, ktera nam udava zakladni parametry modelu. Po aplikaci materialu STEEL, muzeme videt objem telesa, jeho hmotnost souradnice teziste atd.
-5-
Projekt CAD
Resitel: Martin Cizek
6. Zname chyby -
nefunguje pro male hodnoty modulu a poctu zubu neni kontrola velikosti hridele vuci prumeru kola
Pokud bude v budoucnu vice casu, rad bych tento projekt dotahl do pouzitelneho stadia, at uz pro me soukrome pouziti nebo bych ho nabidl dal.
7. Pouzita literatura a zdroje Becka Jan, Modelovani a vypocty ozubenych kol na PC, CVUT, Praha 2003 Moravec Vladimir, Konstrukce stroju a zarizeni II, Montanex, 2001 Pospichal Jaroslav, Technicke kresleni, CVUT, Praha 2002 http://www.catiav5forum.de http://www.kks.zcu.cz
-6-
