Система "APM WinMachine": модули "APM Screw" и "TM Example"

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КАМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

КАФЕДРА "МиТЛП"

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине "Основы автоматизированного проектирования"

на тему: Система "APM WinMachine": модули "APM Screw" и "TM Example"

Набережные Челны - 2011

Оглавление

1. APM WinMachine

2. APM Screw

3. TM Example

1. APM WinMachine

"APM WinMachine" - уникальная отечественная система с оптимальным соотношением цена - качество, предназначенная для выполнения расчетов машин, механизмов и конструкций, полноценного инженерного анализа создаваемого оборудования с целью выбора его оптимальных параметров, а также оформления и хранения конструкторской документации. Программа адресована инженерам и конструкторам, занятым разработкой нового и модернизацией существующего механического оборудования.

Система реализована по модульному принципу. Каждый модуль может работать как отдельно, так и в составе определенного комплекса. Простота работы дает возможность существенно повысить производительность труда конструкторских отделов и без ущерба для предприятия снизить требования, предъявляемые к квалификации работающих с системой сотрудников. Программа в полном объеме учитывает требования ГОСТ и СНиП, относящиеся как к оформлению конструкторской документации, так и к расчетным алгоритмам.

Продукт "APM WinMachine" имеет постоянную техническую поддержку. Также производится доработка поставляемых программ под требования заказчика, обучение персонала заказчика работе с поставляемым программным обеспечением. Вместе с программой предоставляются специализированные материалы по работе с "APM WinMachine".

В соответствии с решаемыми задачами система условно подразделяется на три части: расчет напряженно-деформированного состояния трехмерных объектов, проектирование и расчет механического оборудования с использованием инженерных методик, создание, оформление и хранение конструкторской документации.

Расчет напряженно-деформированного состояния проходит в четыре этапа. Первый этап заключается в построении или импорте трехмерной модели, состоящей из стержней (балок), пластин (поверхностей) и твердых тел, а также из их произвольных комбинаций. На втором этапе нужно указать опоры, приложенные нагрузки, а также создать конечно-элементную сетку. Здесь предусмотрены инструменты для учета ветровых, снеговых и сейсмических воздействий согласно требованиям СНиП. На третьем этапе пользователь должен выполнить необходимые расчеты, на четвертом - визуализировать результаты.

Для реализации последних двух этапов программа обладает простыми, но достаточно мощными инструментами. Например, с помощью "APM Structure 3D" можно выполнить статический, нелинейный, деформационный и тепловой расчеты, а также расчеты на устойчивость, собственные (резонансные) частоты, вынужденные колебания и проверку несущей способности с подбором сечения балки по СНиП. Инструменты визуализации позволяют конструктору оперативно проанализировать полученные результаты и, в случае необходимости, внести необходимые корректировки.

Проектирование и расчет механического оборудования с использованием инженерных методик полностью удовлетворяют требованиям соответствующих ГОСТов и позволяют проводить не только проверочные, но и проектировочные расчеты. После проведения расчета возможна генерация рабочего чертежа спроектированного узла или детали в автоматическом режиме. Для выполнения этих задач в программе "APM WinMachine" служат следующие модули:

1. "APM Joint" - модуль расчета и проектирования соединений деталей машин и элементов конструкций, позволяющий выполнить комплексный расчет всех типов резьбовых, сварных, заклепочных соединений и соединений деталей вращения;

2. "APM Trans" - модуль проектирования передач вращения, предназначенный для расчета всех типов зубчатых, а также червячных, ременных и цепных передач с возможностью генерации чертежей элементов этих передач в автоматическом режиме;

3. "APM Bear" - модуль расчета неидеальных подшипников качения с учетом их класса точности, позволяющий провести комплексный анализ опор качения всех известных типов;

4. "APM Plain" - модуль расчета и анализа радиальных и упорных подшипников скольжения, работающих в условиях жидкостного и полужидкостного трения;

5. "APM Shaft" - модуль расчета, анализа и проектирования валов и осей;

6. "APM Drive" - модуль расчета и проектирования привода произвольной структуры, а также планетарных передач. С его помощью выполняются комплексный расчет и проектирование как привода в целом, так и отдельных его элементов с автоматической генерацией соответствующих чертежей;

7. "APM Spring" - модуль расчета и проектирования пружин и других упругих элементов машин;

8. "APM Cam" и "APM Slider" - модули расчета и проектирования кулачковых механизмов (с автоматической генерацией чертежей), а также рычажных, кулисных и ползунных механизмов произвольной структуры;

9. "APM Screw" - модуль для расчета неидеальных передач поступательного движения. Могут быть рассчитаны винтовые передачи скольжения, шарико-винтовые передачи с преднатягом и без него, а также планетарные винтовые передачи;

10. "APM Mechanical Data" - база данных, предназначенная для хранения числовых данных и параметрических моделей, используемых расчетными модулями;

11. "APM Material Data" - база данных по материалам;

12. "APM Book" - электронный учебник "Основы проектирования машин", в котором изложены основные методы расчета, реализованные в системе "APM WinMachine".

Некоторые из указанных модулей не имеют аналогов в мире. Комплекс перечисленных модулей является необходимым для инженера-конструктора программным обеспечением, адаптированным под российские стандарты и удобным в работе.

К группе создания, оформления и хранения конструкторской документации продукта "APM WinMachine" относятся следующие компоненты:

1. "APM Graph" - плоский чертежно-графический редактор, предназначенный для оформления конструкторской документации. Обладает возможностью создания параметрических моделей геометрических объектов, а также имеет инструмент для расчета размерных цепей;

2. "APM Studio" - модуль создания и импорта трехмерных поверхностных и твердотельных моделей со встроенным генератором разбиения на конечные элементы, режимом указания опор и приложения нагрузок;

3. "APM Mechanical Data" - база данных, предназначенная для хранения числовых данных и параметрических моделей стандартных деталей и узлов по общему машиностроению;

4. "APM Construction Data" - база данных для хранения параметрических моделей стандартных деталей и элементов строительных конструкций;

5. "APM Base" - модуль создания и редактирования баз данных.

Программный продукт "APM WinMachine" имеет единую базу данных материалов и библиотек стандартных сечений, что ускоряет работу в модулях программы. После выполнения проектировочных и проверочных расчетов деталей машин во многих случаях можно получить сгенерированный системой чертеж данной детали. Чертеж генерируется в виде параметрического блока в формате чертежно-графического редактора "APM Graph", который может быть оперативно изменен и дополнен.

Система "APM WinMachine" с самого начала строилась как полноценная и самодостаточная. Она не зависит от аналогичных систем, в том числе от "AutoCAD". Наоборот, "AutoCAD" может использоваться в системе "APM WinMachine", например, для вывода на принтер чертежей деталей. В самой программе "APM WinMachine" для этих целей есть графический редактор "APM Graph". Следует также отметить, что графические исходные данные, подготовленные в "AutoCAD" или других системах в формате DXF могут быть использованы в расчетных модулях "APM WinMachine".

В расчетных модулях "APM WinMachine" используются следующие методы: стандартные инженерные методы расчета деталей машин, уникальные методы расчета неидеальных деталей машин, стандартные методы теории упругости и метод конечных элементов.

Данные на выходе различных модулей могут быть получены в виде таблиц, графиков, гистограмм, эпюр, карт распределения величин (напряжений, температуры и т.п.) в виде изообластей соответствующей цветовой гаммы, а также чертежей спроектированных деталей. Решаемая задача вместе с исходными данными и результатами может быть сохранена в файле или распечатана на принтере.

2. APM Screw

конструкторский машина документация модуль

Название модуля образовано от английского слова "screw" - винт. Система разработана в НТЦ "Автоматизированное Проектирование Машин". Модуль "APM Screw" позволяет рассчитывать и проектировать винтовые передачи. Винтовая передача предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное. Такая передача состоит из винта и гайки. В некоторых случаях между винтом и гайкой располагаются другие детали, шарики либо ролики, выполняющие в относительном движении роль сателлитов. "APM Screw" позволяет выполнить проверочный расчет передачи при известных ее геометрических параметрах.

С помощью "APM Screw" можно рассчитать и спроектировать следующие типы винтовых передач: винтовые передачи скольжения, шарико-винтовые передачи с преднатягом, шарико-винтовые передачи без преднатяга, планетарно-винтовые передачи. Также "APM Screw" позволяет рассчитать следующие характеристики винтовых передач: геометрические параметры передач, долговечность, потери мощности на трение, максимальную допустимую нагрузку, силы, действующие в передаче и др. Модуль может выполнить проверочный расчет винтовых передач с учетом точности их изготовления. По результатам расчетов имеется возможность генерации текстового файла отчета в формат rtf.

В методе расчета винтовых передач лежит представление передачи имеющей погрешности изготовления. Такую передачу в дальнейшем будем называть неидеальной. Неидеальное представление позволяет существенно уточнить методы инженерного расчета и приблизить их модели к реальным.

Следует отметить, что использованное в системе решение оригинально и не имеет мировых аналогов. В основе расчета параметров неидеальной винтовой передачи лежит расчет ее контактной жесткости. Другие характеристики винтовой передачи в большей или меньшей степени зависят от параметров жесткости: момента трения, потери мощности, осевого радиального и углового биения, тепловыделения, долговечности, наибольшего контактного напряжения и др.

Неидеальное представление винтовой пары позволяет определить, кроме средних значений параметров, величины их рассеяния, а потому большинство расчетных характеристик представляется в статистически обработанном виде. Долговечность шариковой и планетарно-винтовой передач определяется по методике принятой при расчете подшипников качения с той лишь разницей, что приведенная нагрузка рассчитывается исходя из фактического (с учетом погрешностей) распределения сил, действующих на тела качения.

Определение контактных напряжений составляет расчет статической прочности передачи. При этом следует помнить, что эти напряжения не должны превышать 3500 МПа так как, в противном случае, велика опасность появления пластических деформаций.

Для расчета винтовых передач скольжения "APM Screw" требуются следующие исходные данные:

· наружный и внутренний диаметры винта, шаг резьбы винта и высота гайки;

· допуск на диаметры винта и гайки, допуск на шаг резьбы винта и гайки, чистота поверхности винта и гайки;

· осевая сила, частота вращения, предел текучести винта, материал винта и гайки, тип резьбы.

Для расчета шарико-винтовых передач "APM Screw" требуются следующие исходные данные:

· средний радиус винта, радиус тел качения, радиус дорожки, шаг винта, число тел качения в витке и число дорожек;

· допуск на радиус дорожки винта и гайки, допуск на шаг резьбы винта и гайки, накопленная ошибка шага;

· осевая сила, радиальная сила, опрокидывающий момент, частота вращения.

Для расчета планетарно-винтовых передач "APM Screw" требуются следующие исходные данные:

· средний диаметр винта и гайки, шаг винта, радиус профиля сателлита, число сателлитов, число рабочих витков;

· допуск на диаметр винта, гайки и сателлита, допуск на шаг резьбы винта, гайки и сателлита, накопленная ошибка шага резьбы;

· осевая сила, радиальная сила, внешний момент, частота вращения, коэффициент динамичности, сила преднатяга, смещение преднатяга.

Система "APM Screw" предназначена для работы под управлением операционной системы "MS Windows". Интерфейс пользователя модуля прост и понятен. Для его изучения и начала работы Вам потребуется не более 2 сеансов.

Информационные окна используются для того, чтобы отобразить исходные данные и результаты расчета. Эти окна присутствуют на экране постоянно: "Тип передачи", "Геометрия", "Допуски", "Рабочие условия", "Результаты".

Окно "Тип передачи" расположено в левой верхней части экрана. В этом окне отображается пиктограмма передачи, которая рассчитывается в данный момент. Двойной щелчок в этом окне вызывает диалоговое окно выбора типа передачи. Окна "Геометрия", "Допуски", "Рабочие условия", "Результаты" предназначены для отображения соответствующих параметров винтовой передачи. Если параметры еще не введены или не рассчитаны, то выводится надпись "Нет данных". Двойное нажатие по какому-либо из этих окон, кроме окна "Результаты", выводит соответствующее диалоговое окно ввода исходных данных.

Запуск модуля "APM Screw" осуществляется соответствующей командой меню Windows: Пуск\Программы\APM WinMachine\APM Screw. Группа "APM WinMachine" автоматически создается при установке системы. Запуск "APM Screw" возможен также из группы "Инженерный анализ оболочки" в "APM Integrator". Ярлык "APM Integrator" размещается после установки "APM WinMachine" на рабочем столе.

Чтобы рассчитать передачу в "APM Screw" необходимо последовательно выполнить следующие действия:

1. выбор типа передачи;

2. ввод исходных данных (геометрические параметры, допуски на изготовление, передачи, рабочие условия);

3. выполнение расчета и просмотр результатов;

4. печать исходных данных и результатов;

5. cохранение исходных данных и результатов.

Для получения справочной информации по работе с системой воспользуйтесь командой Справка\Содержание или нажмите клавишу F1. В появившемся содержании справочной системы выберете интересующий раздел.

Выбрать тип передачи можно тремя способами: выбрать команду меню Данные\Тип передачи; дважды щелкнуть мышкой в окне "Тип передачи" или нажать комбинацию клавиш Ctrl+T. В появившемся диалоговом окне выберете тип передачи и нажмите "Ок". Проконтролировать выбор можно по изображению передачи, расположенному слева.

Для начала расчета необходимо ввести исходные данные: геометрические параметры, допуски на изготовление и рабочие условия передачи. Каждая группа параметров отображается в своей области главного окна.

Для задания динамического нагружения необходимо в диалоговом окне "Рабочие условия" установить соответствующий флажок. Далее для задания графика нагружения нажмите кнопку "Задать режим нагружения". При этом автоматически запустится редактор задания графика переменной нагрузки.

После того как были правильно введены все необходимые исходные данные можно провести вычисления, выбрав команду "Расчет" главного меню программы. О текущем состоянии расчета и о предполагаемом времени его завершения можно судить по индикатору, появляющемуся во время расчета. Когда расчет закончится, основные результаты появятся в соответствующем окне программы. Для просмотра всех результатов воспользуйтесь командой "Результаты" главного меню модуля "APM Screw".

Для печати исходных данных и результатов расчета используйте команду Файл\Печать или комбинацию клавиш (Ctrl+P). В появившемся диалоговом окне отметьте данные, которые нужно распечатать, и нажмите кнопку "Печатать". Для генерации текстового файла отчета нажмите кнопку "RTF". В появившемся стандартном диалоговом окне выберете папку и введите имя файла отчета.

Для сохранения параметров передачи и результатов расчетов служит команда Файл\Сохранить (Ctrl+S). Существует ограничение на использование этой команды - сохранять информацию можно только после определения исходных данных передачи. Чтобы сохранить проект с обязательным запросом имени файла используйте команду Файл\Сохранить как.

Для открытия ранее сохраненного файла воспользуйтесь командой Файл\Загрузить (Ctrl+O), далее в появившемся диалоговом окне необходимо выбрать сохраненный файл проекта. Выход из системы "APM Screw" осуществляется командой Файл\Выход (Ctrl+X).

3. TM Example

Рассмотрим пример проекта по разработке технологического процесса в модуле "APM Technology". В качестве примера представлен проект по разработке технологического процесса механической обработки детали "Вал". В состав проекта входит:

1. чертеж детали, созданный в модуле "APM Graph";

2. технологический процесс обработки вала, разработанный в модуле "APM Technology";

3. комплект технологической документации, оформленной в модуле "APM Technology" с использованием стандартных форм, куда вошли следующие документы: Маршрутная карта, Карта технологического процесса, Операционная карта.

Для открытия проекта необходимо в разделе "Проект" главного меню программного модуля выбрать пункт "Открыть". В появившемся диалоговом окне указать файл проекта и нажать кнопку "Открыть". Файл проекта находится в X:\Program Files\APM WinMachine 2006\technology\examples\detal.mdb (где X - раздел жесткого диска, на котором установлена система "APM WinMachine"). Далее откроется диалоговое окно "Авторизация пользователя", где необходимо заполнить поля "Логин" и "Пароль".

Чтобы открыть чертеж детали необходимо щелкнуть правой кнопкой "мыши" в окне отображения документации (правое окно проекта), выбрать пункт "Открыть документ APM Graph", указать файл чертежа и нажать кнопку "Открыть". Путь к файлу чертежа выглядит так: APM WinMachine 2006\technology\examples\detal.agr.

Для просмотра уже оформленной технологической документации необходимо:

1. щелкнуть правой кнопкой "мыши" в окне отображения документации (правое окно проекта) и выбрать пункт "Открыть документ APM Graph";

2. в появившемся диалоговом окне выбрать нужный лист документа и нажать кнопку "Открыть". Файлы технологической документации находятся в следующих папках:

…\APM WinMachine 2006\technology\Оформленные документы\КТП\…

…\APM WinMachine 2006\technology\Оформленные документы\МК\…

…\APM WinMachine 2006\technology\Оформленные документы\ОК (Операция 10)\…

Размещено на Allbest.ru