Расчет редуктора приборного типа (240-1872)

Посмотреть архив целиком



Министерство науки высшей школы из технической политики Российской Федерации










Кафедра «ДМ и ТММ»



Расчётно-пояснительная записка на тему: «Конструирование редуктора приборного типа»







Группа:

Студент:

Руководитель

проекта:







1997г.






Содержание задания курсового проекта:


Предлагается спроектировать редуктор механизма азимутального вращения зеркала антенны самолетной РЛС приборного типа по приведённой в задании схеме с заданными параметрами:


  • Угол обзора зеркала по азимуту, a,град . . . . . . . . . . . 140

  • Скорость обзора, n, град/с . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105


Редуктор приводится в действие от электродвигателя ДПР – 52 - 03, который имеет следующие технические характеристики:


  • Напряжение питания, U, В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

  • Частота тока, f, Гц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400

  • Номинальная мощность, W, Вт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5

  • Число оборотов вала двигателя, nдв, мин-1 . . . . . . . . . . 4500

  • Номинальный крутящий момент на валу

  • двигателя, М, 10-2Н×см . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

  • Пусковой момент, М, 10-2Н×см . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650

  • Число зубьев шестерни, насажанной на вал двигателя, z

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

  • Модуль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.4


Допускаемое отклонение передаточного числа редуктора не более ±2%.















1. Описание назначения и работы редуктора.


Малогабаритные зубчатые редукторы широко используются в различных конструкциях приборов и устройств автоматики. Редукторы, применяемые в следящих системах, в большинстве случаев определяют срок службы того прибора или автомата, в который они входят. К данным редукторам предъявляют следующие требования:


  • Безотказность в работе в течение 1500-2500 часов при возможных перепадах температур от - 60о до + 60о и относительной влажности до 98%;

  • Плавность вращения зубчатых колёс в условиях непрерывного реверса, т.е. изменения направления вращения;

  • Небольшой суммарный момент трения;


Данный редуктор собран на двух платах, соединённых между собой стойками при помощи 3 винтов. Между платами располагаются узлы зубчатых передач, которые опираются на подшипники качения. На одной из плат крепиться двигатель ДПР – 52 - 03. Для установки редуктора предусматривают 2 отверстия в платах с целью фиксации редуктора штифтами по месту и ещё 4 отверстия для закрепления его винтами.

Выходным звеном такого редуктора является выходная шестерня с числом зубьев z = 22 и модулем m = 0.6, которая после установки редуктора в приборе входит в зацепление с другим зубчатым колесом устройства.

Примечания:

  • При определении передаточного числа редуктора временем реверса и переходным процессом пренебречь.

  • При расчётах исходить из того, что приводимый к валу двигателя требуемый крутящий момент (с учётом динамических нагрузок, сил трения и к.п.д.) равен номинальному крутящему моменту двигателя, определяемому мощностью двигателя и числом оборотов его вала.


2. Кинематический расчёт редуктора.


2.1. Разбиение передаточного числа редуктора по ступеням:

2.1.1. Приближённое значение передаточного числа редуктора определяется из отношения частоты вращения вала двигателя к частоте вращения антенны:


Up=, где nант= и wант=;


где nант – частота вращения антенны;

wант – угловая скорость антенны;


wант=; nант=;

Up;


Рекомендуемое число ступеней из условия рационального уменьшения приведённого момента инерции редуктора n = 5 (см.[2])

2.1.2. Разбиение передаточного числа редуктора по ступеням осуществляется в соответствии с формулами (см.[2]):


Uср=; Uср==3,034;

U1=; U1==1,569;

U2=; U2==1,742;

U3=Uср; U3=3,034;

U4=; U4==5,285;

U5=; U5==5,868;


где Ui передаточное число i–ой ступени.


2.2. Определение числа зубьев зубчатых колёс:

Число зубьев зубчатого колеса определяется по формуле (см.[2]):



где zшчисло зубьев шестерни, которое задаётся исходя из конструктивных соображений;

Ui передаточное число i–ой ступени;

В приведённых далее расчётах используются следующие обозначения:

  • Номер при z обозначает номер шестерни от двигателя;

  • Штрих над z обозначает, что данное число зубьев относиться к колесу;


Число зубьев шестерни, насажанной на вал двигателя: z1=18.


z1= 18; z1'=18×1.569=28.242»28;

z2= 19; z2'=19×1.742=33,098»33;

z3= 19; z3'=19×3.034=57,640»58;

z4= 20; z4'=20×5.285=105.70»106;

z5= 20; z5'=20×5.868=117.36»117;


2.3. Определение геометрических размеров шестерней и зубчатых колёс редуктора.

2.3.1. Диаметр делительной окружности (в мм) определяется по формуле (см.[2]):

di = m×z,

где m – модуль зацепления, мм,

z – число зубьев шестерни или зубчатого колеса;


m = 0.4; d1 = 0.4×18=7.2; d1' =0.4×28=11.2;

m = 0.4; d2 = 0.4×19=7.6; d2' =0.4×33=13.2;

m = 0.5; d3 = 0.5×19=9.5; d3' =0.5×58=29.0;

m = 0.5; d4 = 0.5×20=10.0; d4' =0.5×106=53.0;

m = 0.6; d5 = 0.6×20=12.0; d5' =0.6×117=70.2;


2.3.2. Диаметр (в мм) окружности вершин зубьев определяется по формуле (см.[2]):

da = m×(z+2)


da1= 0.4×(18+2)=8; da1'=0.4×(28+2)=12;

da2= 0.4×(19+2)=8.4; da2'=0.4×(33+2)=14;

da3= 0.5×(19+2)=10.5; da3'=0.5×(58+2)=30;

da4= 0.5×(20+2)=11; da4'=0.5×(106+2)=54;

da5= 0.6×(20+2)=13.2; da5'=0.6×(117+2)=71.4;


2.3.3. Диаметр (в мм) окружности впадин зубьев определяется по формуле (см.[2]):

df = m×(z-2.5)


df1= 0.4×(18-2.5)=6.2; df1'=0.4×(28-2.5)=10.2;

df2= 0.4×(19-2.5)=6.6; df2'=0.4×(33-2.5)=12.2;

df3= 0.5×(19-2.5)=8.25; df3'=0.5×(58-2.5)=27.75;

df4= 0.5×(20-2.5)=8.75; df4'=0.5×(106-2.5)=51.75;

df5= 0.6×(20-2.5)=10.5; df5'=0.6×(117-2.5)=68.7;


2.3.4. Межосевое расстояние (в мм) рассчитывается по формуле:

,


где diделительный диаметр шестерни i – ой ступени;

di'делительный диаметр зубчатого колеса i – ой ступени;


aw1= aw2=

aw3= aw4=

aw5=


2.3.5. Определение ширины шестерней и зубчатых колёс.

Ширина зубчатого колеса (в мм) определяется по формуле (см.[2]):

bi' = ( 3…10)×m,


( 3 . . . 10) - выбирается из конструктивных соображений,

а ширина шестерни (в мм):

bi = bi'×1.6


b1' = 3×0.4=1.2; b1 = 1.2×1.6=1.92;

b2' = 4×0.4=1.6; b2 = 1.6×1.6=2.56;

b3' = 4×0.5=2.0; b3 = 2.0×1.6=3.2;

b4' = 5×0.5=2.5; b4 = 2.5×1.6=4.0;

b5' = 5×0.6=3.0; b5 = 3.0×1.6=4.8;


2.4. Расчёт реальных передаточных чисел и вычисление относительной погрешности.

2.4.1. Действительное передаточное число ступени редуктора определяется по формуле:


где zзк и zш – соответственно числа зубьев зубчатого колеса и шестерни, входящих в зацепление;

U1==1.56; U2==1.74;

U3==3.05; U4==5.30;

U5==5.85;

Следовательно, Uред = U1×U2×U3×U4×U5

Uред = 1.56×1.74×3.05×5.30×5.85=256.688


2.4.2. Относительная погрешность определяется по формуле:

,


где Uред – истинное значение передаточного числа редуктора;

Uр – приближённое передаточное число редуктора

не должно превышать допустимого значения ±2%


- 0.177%

Такой процент погрешности удовлетворяет заданной точности:

|- 0.177|% < 2%


2.5. Расчёт угловых скоростей вращения валов редуктора.

Угловая частота вращения вала ( в об/с )двигателя определяется по формуле:


где – угловая частота вращения вала двигателя,

угловая частота вращения последующих валов;