Курсовой проект (Robot)

Посмотреть архив целиком

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени

Государственный технический университет им. Н. Э. Баумана

Кафедра СМ9:”Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы”





РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


К курсовому проекту на тему:

«Общая компановка гусеничной машины»

Вариант №2




















Студент __________________ (Батраков А.И) Группа СМ9-93

Руководитель проекта __________________(Стадухин А.А.)








Москва 2013

Содержание:

1.Техническое задание

3

2.Тяговый расчёт двигателя

4

3.Выбор двигателя внутреннего сгорания

5

4. Расчет броневой защиты

8

5.Предварительный расчет торсионной подвески

12

6.Расчёт запаса хода

16

7.Расчёт среднего удельного давления на грунт

17

8.Проверка плавучести гусеничной машины

17

9.Заключение

19

Список литературы

20



1. Техническое задание.

Цель курсового проекта – спроектировать общую компоновку автономной (режимно дистанционно управляемой) транспортно-разведывательной мобильной боевой машины с полной массой не более 7 тонн. Машина должна нести вооружение – пулемет калибра 12.7. А также иметь возможность транспортировки в кузове магистрального тягача автомобиля «Камаз».

Необходимо обеспечить лобовую защиту машины от 30мм бронебойно-трассирующего снаряда ЗУБР6 с ожидаемой глубиной бронепробития 20 мм стального эквивалента на дистанции 700 м с вероятностью непоражения 95%.

Провести следующие расчёты:

1. Тяговый расчёт, для определения свободной максимальной мощности, требуемой для нормальной работы машины, с последующим выбором двигателя;

2. Расчёт на определение необходимой толщины лобовых листов брони корпуса и башни машины;

2.Тяговый расчет двигателя.

Исходные данные:

-масса робота в снаряженном состоянии: G=40 кг;

-максимальная скорость движения: v=8 км/ч;

-максимальный угол подъема: α=30о;

-коэффициент сопротивления движению: fmin=0.06;

fmax=0.08

-коэффициент обтекаемости: k=0.008;

-площадь лобовой проекции: F=0.7 м2;

-кпд трансмиссии: ηтр=0.95;

-коэффициент сцепления: φ=0.85;

-радиус ведущего колеса: rвк=0.075 м

Расчет:

КПД гусеницы:

Общий КПД:

Сила тяги по двигателю: кГс

Расчетная максимальная свободная мощность:

л.с. =0.069 кВт

Общий коэффициент сопротивления движению:

Потребная сила тяги: кГс

Сила тяги по сцеплению: кГс

Условие движения по сцеплению: .


Исходя из требуемой расчетной максимальной мощности, необходимомго момента, скорости движения машины и массогабаритных характеристик были выбраны электродвигатели: PENTA 1L.

Характеристики электродвигателя PENTA 1L:

Размеры:

-длинна 183.5 мм

-диаметр 57.8 мм

-масса 95 кг

Производительность:

-пиковая мощность 100 кВт

-продолжительная мощность 3,000 об/мин 0.095 кВт

-пиковый момент 1.5 Нм

-продолжительный момент 0.3 Нм

-максимальные обороты 5500 об/мин

-максимальный кпд 94%

Рисунок 1. Зависимость мощности электродвигателя от оборотов.

Рисунок 2. Зависимость крутящего момента электродвигателя от оборотов.

Для преобразования крутящего момента и оборотов электродвигателя, между ведущим колесом и электродвигателем установлен двухступенчатый планетарный редуктор с передаточным отношением 9,3.

Применение электродвигателей и редукторов позволило получить динамическую характеристику:

3.Расчет планетарного редуктора.

Определим общее передаточное отношение планетарного редуктора из равенства максимального момента электродвигателя с учетом перегрузки и момента сопротивления движения робота при общем коэффициенте сопротивления движению .

Необходимый момент для движения машины с общим коэффициентом сопротивления : Нм

Максимальный момент электродвигателя с учетом перегрузки:

Нм

Тогда передаточное отношение редуктора c учетом использования двух электродвигателей равно:

Найдем передаточное отношение одной ступени редуктора исходя из того что передаточные отношения ступеней равны:

u1 больше 1,5 и меньше 4,5, значит можно использовать планетарные ряды второго класса.

Поверочный расчет на прочность зубчатых колес и расчет подшипников сателлитов приведены в приложении 1.

4. Расчет подшипников опорных катков.

Статическая нагрузка на один каток:

, где

- вес подрессоренного корпуса, Н;

n-количество катков по борту, равное 3;

- составляющая силы статического натяжения гусеницы, воздействующей на крайние катки,

Н, где

Н – сила натяжения гусеницы, - угол наклона ветви гусеницы у направляющего колеса, - угол наклона ветви гусеницы у ведущего колеса.

Тогда:

Н.



4.1Расчет подшипников 2 и 3 опорных катков.


Рисунок. Схема подшипников опорного катка.

Радиальные нагрузки, действующие на подшипники:

Осевую нагрузку воспринимает либо левая, либо правая опора в зависимости от того, куда поворачивает робот.

Так как схема подшипников симметричная, то дальнейший расчет будем вести для одного из подшипников.

Осевая нагрузка на шариковый подшипник определяется по формуле:

Н,

где  - коэффициент осевой нагрузки;

Приведенная радиальная нагрузка для шарикового подшипника:

Н, где m = 1,5-коэффициент влияния осевой нагрузки,

- коэффициент динамичности равный 2,5,

- температурный коэффициент равный 1.

Необходимая динамическая грузоподъемность подшипника:

,

где об/мин - частота вращения катка при движении машины со средней скоростью; h=3300 – ресурс подшипника в часах; - для шарикового подшипника;

 Н.

Используемый подшипник 160104 по ГОСТ 8882-75 имеет динамическую грузоподъемность 9,36 кН, что превосходит 285 Н, следовательно, подшипник подходит.,

4.1Расчет подшипников 1 опорного катка.


Рисунок. Схема подшипников опорного катка.

Радиальные нагрузки, действующие на подшипники:

Осевую нагрузку воспринимает либо левая, либо правая опора в зависимости от того, куда поворачивает робот.

Так как схема подшипников симметричная, то дальнейший расчет будем вести для одного из подшипников.

Осевая нагрузка на шариковый подшипник определяется по формуле:

Н,

где  - коэффициент осевой нагрузки;

Приведенная радиальная нагрузка для шарикового подшипника:

Н, где m = 1,5-коэффициент влияния осевой нагрузки,

- коэффициент динамичности равный 2,5,

- температурный коэффициент равный 1.

Необходимая динамическая грузоподъемность подшипника:

,

где об/мин - частота вращения катка при движении машины со средней скоростью; h=3300 – ресурс подшипника в часах; - для шарикового подшипника;

 Н.

Используемый подшипник 160111 по ГОСТ 8882-75 имеет динамическую грузоподъемность 28,1 кН, что превосходит 285 Н, следовательно, подшипник подходит.


5. Расчет шлицевого соединения флиппера.

Для передачи крутящего момента с промежуточной втулки электродвигателя на флиппер используется шлицевое соединение эвольвентными шлицами.

Основным расчетом соединения является расчет на смятие шлицов:

,

где – наибольший вращающий момент, передаваемый соединением; – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузок по рабочим поверхностям зубьев;

l – рабочая длина зубьев, равная 10 мм;

SA – статический момент единицы длины рабочей поверхности шлицев относительно оси вала:

где, h – рабочая высота зубьев, dср- средний по высоте зуба диаметр, z – число зубьев равное 26;

Для эвольвентного профиля: h=0.8m=0.82=1.6 мм, dср=D-1.1m=55-1.12=52.8 мм

мм2.

- допускаемые напряжения на смятие.

Тогда:


Расчет показывает, что шлицевые соединение работоспособно.


5. Расчет шпоночного соединения вала электродвигателя и входного вала планетарного редуктора ведущего колеса.

Условие прочности шпонки на смятие:

,где

- допускаемые напряжения на смятие.

Тmax-максимальный момент, передающийся соединением, равный 1,5 Нм;

l-рабочая длинна шпонки, равная 15 мм;

k=0.4h=0.4·3.5=1.4 мм- глубина врезания шпонки в ступицу;

d- диаметр вала, равный 7 мм;

Тогда

Шпоночное соединение работоспособно, так как расчетное напряжение смятия меньше допускаемого.

6. Расчёт требуемой емкости аккумуляторных батарей.

Расчет емкости аккумуляторов производится исходя из соотношения времени движения робота гусеничным ходом и времени работы робота в режиме наблюдения или перемещения предметов при помощи манипулятора.

Время движения робота составляет 40 % общего времени работы, соответственно время работы в режиме наблюдения и перемещения предметов 60%.

Емкость аккумуляторов, необходимая для движения гусеничным ходом:

КВт•ч, где

Т- общее время работы робота, равное 300 минут;

– максимальная мощность, потребляемая электродвигателями равная 0.069 КВт;

– кпд проводки и преобразователей на участке от аккумуляторных батарей до электродвигателей (примем );


Емкость аккумуляторов, необходимая для наблюдения и перемещения грузов:

КВт•ч, где

– максимальная мощность, потребляемая приводами и системой видеонаблюдения 0.05 КВт;

X12=0.24+0.12=0.36 КВт•ч – необходимая емкость аккумуляторных батарей, КВт•ч;


Случайные файлы

Файл
69918.rtf
53735.doc
116495.rtf
118041.rtf
140839.doc




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.