Проектирование механизма поворота и отсчета аттенюатора (125250)

Посмотреть архив целиком

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени

Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана

Калужский филиал












РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

Проектирование механизма поворота и отсчета аттенюатора











Калуга


Содержание


  1. Задание на проектирование

  2. Цель и назначение изделия

  3. Проектирование кинематической схемы

  4. Описание конструкции

  5. Расчёт спиральной многооборотной шкалы

  6. Описание конструкции шкалы

  7. Расчёт червячной передачи

  8. Выбор диаметра вала-червяка

  9. Выбор подшипников для вала-червяка

  10. Выбор подшипников для подвижного волновода

Литература

Приложения


  1. Задание на проектирование


Тема задания: разработать конструкцию механизма поворота поглощающей пластины П центрального волновода 2 поляризационного аттенюатора в сочетании с отчетным устройством по кинематической схеме, исходным данным и следующим техническим требованиям:

  1. Затухание сигнала в волноводе 3 обеспечить поворотом волновода 2 с пластиной П на угол от  = 0 до  = max

  2. Пластину П изготовить из двойного слоя слюды, толщиной 0.25 мм с нанесением поглощающего слоя из графита.

  3. Отверстия входного и выходного волноводов выполнить прямоугольными с размерами 1828 мм. На концах предусмотреть контактные фланцы.

  4. Соединение центрального подвижного волновода с неподвижным выполнить дроссельными фланцами.

  5. Для улучшения электрических характеристик контура контактные и токопроводящие поверхности серебрить.


  1. Цель и назначение изделия. Описание принципа действия


Для уменьшения мощности в известное число раз используются приборы, называемые аттенюаторами. Они применяются в различных измерительных приборах, например, в генераторах малых мощностей. Аттенюатор любого типа характеризуется вносимым в тракт затуханием, т.е. отношением мощностей на входе и выходе.

В радиотехническом диапазоне волн применяются аттенюаторы различных типов, в том числе аттенюаторы, обеспечивающие затухание за счёт поглощения мощности материалом, помещённым в электромагнитное поле. Они бывают коаксиальные и волноводные. Схема аттенюатора для круглого волновода, возбуждаемого волной Н1, показана на рисунке 1.


Рис. 1.


Здесь 1 и 3 – неподвижные участки волновода, 2 – его вращающийся участок. Когда все три поглощающие пластины П лежат в одной плоскости, то затухание близко к нулю. По мере поворота поглощающей пластины во вращающейся части волновода затухание на выходном конце волновода увеличивается. Принцип возникновения затухания показан на рисунке 2.


Рис. 2.


Вектор напряжённости поля Е может быть разложен на составляющую Esin в плоскости пластины и составляющую Ecos, перпендикулярную ей. На выходе средней секции волновода составляющая Esin не пропускается. Прошедшая составляющая Ecos в неподвижной третьей секции восстанавливает первоначальную поляризацию, образуя составляющие Еcos2 и Esin Ecos, на выходе соседней секции остаётся только составляющая Еcos2. Затухание такого аттенюатора определяется выражением:


А = М lg cos,


где М – постоянная затухания.


  1. Проектирование кинематической схемы


Кинематическая схема должна обеспечивать поворот подвижной части волновода 2 (см. чертежи) с поглощающей пластиной П относительно неподвижных участков 1 и 3. Её поворот на угол  осуществляется с помощью рукоятки 5, которая управляет червячной передачей Z1 - Z2. Червячное колесо закреплено при этом на подвижном участке волновода. Отсчёт затухания будем вести по шкале 4. График функции затухания А = М lg cos показан на рисунке 3.


Рис. 3.


  1. Описание конструкции


Аттенюатор состоит из корпуса, отлитого из магниевого сплава МЛ5, соединённого фланцами с входным и выходным волноводами. Внутри корпуса на шариковых подшипниках вращается подвижный волновод с поглощающей пластиной. Её вращение осуществляется от ручки настройки с помощью червячной передачи, состоящей из червяка и червячного колеса, насаженного на наружную поверхность подвижного волновода. Поглощающие пластины из слюды с графитовым покрытием установлены также в неподвижных волноводах. Шкала отчетного устройства многооборотная и закреплена на оси червяка. Соединение волноводов бесконтактное, дроссельного типа. Для уменьшения излучения в зазоре в волноводном тракте установлены поглощающие шайбы. Шайбы фиксируются на волноводе с помощью стопорных колец. Так как частота внутренней поверхности волновода сильно влияет на величину затухания, чистоту поверхности назначают не хуже Ra = 0.32 с последующим серебрением. Поглощающие пластины изготовлены из двух слоёв слюды, толщиной 0.25 мм с нанесённым на их внешнюю поверхность поглощающего слоя из графита. Передаточное число червячной передачи u = 12, заходность червяка Z1 = 4, число зубьев на колесе Z2= 48, модуль зацепления m = 1 мм.


  1. Расчёт спиральной многооборотной шкалы


Исходные данные для расчёта: Тема №8 Вариант№5

  1. Постоянная затухания М = -45

  2. Наибольшая относительная погрешность настройки


 = 0,5 для 0    45о

 = 2,0 для 45о    max


  1. Диапазон затухания


Аmin = 0 Дб Аmax = 70 Дб


  1. Внутренний диаметр центрального волновода


dв = 32 мм


  1. Диаметр шкалы (начало оцифровки) отсчётного устройства


Dш = 150 мм


Порядок расчёта:

  1. Определяем угол поворота элемента настройки, соответствующий наибольшему затуханию


max = arccos 10Amax / M

max = arccos 1070/ -45 = 88,384


  1. Расчёт для относительной погрешности


 = 0.5 при 0    45о


    1. Находим угол поворота элемента настройки, соответствующий заданной величине абсолютной погрешности А, исходя из


A1 = Amax – 2*A = Amax –2* *Amax /100% =70 - 2 * 0,5 * 70 / 100 = 69,3Дб

1 = arccos 10A1 / M = arccos 1069,3/-45 = 88,347


    1. Выбираем допустимую погрешность перемещения на ручке настройки из условия


[n] = 1...1.5o. Полагаем [n] = 1о.


    1. Расчитаем величину коэффициента замедления


i = [n] / n = [n] / (max - 1) = 1 / (88,384-88,347) = 37


  1. Проводим расчёт шкалы, исходя из длины деления


[b] = 1...1.5мм. Положим [b] = 1.5мм


    1. Цена деления


H = 2*A=2*Amax*/100 = 2*70*0.5/100 = 0,7Дб


    1. Число делений шкалы


N = A/H = 70 / 0.7 = 100


    1. Число оборотов шкалы при угле поворота элемента настройки


max = 88,384

K = max i/2 = 88,384*37/360=9,08


Число делений на каждом обороте


N’ = N / K = 100/ 9,08= 11,01


    1. Наименьшая длина деления шкалы при наибольшем радиусе шкалы


Ro = Dш / 2 =150/2=75 мм


и далее очерченной дугами окружностей будет на каждом полувитке


bk ’=2Rm / N’= 2(Ro – (t/4)*m) / N’

где t – шаг спирали шкалы

t = 4 мм

b1 = 2(75 – 1*1)/11,01= 42,02

b2 = 2(75 – 1*3)/11,01 = 41,07

b3 = 2(75 – 1*5)/11,01 = 39,93

b4 = 2(75 – 1*7)/11,01 = 38,9

b5 = 2(75 – 1*9)/11,01 = 37,65

b6 = 2(75 – 1*11)/11,01 = 36,5


    1. Расчёт произведён правильно, т.к. bk[b]


  1. Расчёт для относительной погрешности

 = 2 при 45о    max


4.1 Находим угол поворота элемента настройки, соответствующий заданной величине абсолютной погрешности А, исходя


A1 = Amax – 2*A = Amax –2** Amax /100% = 70 - 2 * 2 * 70 / 100 = 67,2 Дб

1 = arccos 10A1 / M = arccos 1067,2 / -45 = 88,161

4.2 Выбираем допустимую погрешность перемещения на ручке настройки из условия [n] = 1...1.5o. Полагаем [n] = 1о.

4.3 Расчитаем величину коэффициента замедления


i = [n] / n = [n] / (max - 1) = 1 / (88,384-88,161) = 2,23


4.4 Проводим расчёт шкалы, исходя из длины деления


[b] = 1...1.5мм. Положим [b] = 1.5мм


4.5 Цена деления


H = 2*A=2*Amax*/100 = 2*70*2/100 = 2.8Дб


4.6 Число делений шкалы


N = A/H = 70 / 2,8 = 25


4.7 Число оборотов шкалы при угле поворота элемента настройки


max = 88,384

K = max i/2 = 88,384*2,23/360=0,55


4.8 Число делений на каждом обороте


N’ = N / K = 25 / 0,55 = 45,4


4.9 Наименьшая длина деления шкалы при наибольшем радиусе шкалы


Ro = Dш / 2 =150/2=75 мм


и далее очерченной дугами окружностей будет на каждом полувитке


bk ’=2Rm / N’= 2(Ro – (t/4)*m) / N’


где t – шаг спирали шкалы


b1 = 2(75 – 2*1)/45,4 = 10,1

b2 = 2(75 – 2*3)/45,4 = 9,5


Случайные файлы

Файл
183993.doc
112900.rtf
4092.rtf
23063.rtf
143429.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.