Курсовой проект (ИУ) №1 (Курсовая.fin.v3)

Посмотреть архив целиком

Оглавление

Введение 2

Предварительный выбор двигателя привода разрабатываемой конструкции 2

Кинематический расчет проектируемой конструкции 3

Определение числа элементарных передач 3

Определение параметров элементарных передач 4

Силовой расчет 5

Проверочный расчет выбранного двигателя по заданной нагрузке 5

Определение модуля зацепления 5

Геометрический расчет кинематики проектируемой конструкции 8

Расчет валов и опор редуктора 10

Расчет валов 10

Обоснование выбора и расчет опор 12

Точностной расчет разрабатываемой кинематики 13

Проверочные расчеты проектируемого привода 16

Проверка правильности выбора электродвигателя 16

Проверочные расчеты на прочность 19

Список литературы 21


  1. Введение

Ниже приводятся основные расчеты для обоснования проектируемой конструкции электромеханического привода с быстрым реверсом выходного вала. Электро-механический привод с быстрым реверсом выходного вала широко примняется в механизмах РЭА, оптико-механических приборах, каналах управления стабилизации ЛА, в системах автоматики и других устройствах для мгновенного изменения направления движения исполнительного органа. Особенностью данного привода является его построение на базе нереверсируемого двигателя с жесткой характеристикой и блока порошковых муфт.

В разрабатываемой конструкции узел двигателя соединен через соединительную муфту с 1 ступенью разрабатываемой конструкции редуктора, который должен иметь n ступеней. На n-1 ступени должны монтироваться узлы муфт, осуществляющих реверсивное движение выходного вала. Место установки попрошковых муфт в кинематической цепи определяется с учетом двех факторов: допустимой скорости вращения муфты и максимального передаваемого момента муфты.

Frame1


  1. Предварительный выбор двигателя привода разрабатываемой конструкции

По условию, в разрабатываемом приводе необходимо использовать двигатель серии Д или ДАТ. Осуществим выбор двигателя по мощности для преодоления прилагаемой нагрузки.

Найдем расчетную мощность двигателя из соотношения:

, где η0 - КПД цепи двигатель-нагрузка; PH - мощность нагрузки на выходном валу.

Для предварительного расчета, исходя из условия, примем КПД всего привода равным η0 = 0,6.

Мощность нагрузки определим по формуле:

Тогда расчетная мощность двигателя:

Необходимо выдерживать условие: , где PT - паспортная мощность двигателя; ξ - коэффициент запаса, учитывающий динамичность внешней нагрузки, по условию, ξ = 1.2.

Тогда найдем минимальную мощность двигателя: .

Исходя из проведенного расчета и с учетом того, что разрабатываемый ЭМП должен работать с большим угловым ускорением выходного вала, выберем двигатель ДАТ-42461.



Основные характеристики двигателя ДАТ-42461:

  • Напряжение питания: U = 200 В

  • Номинальная мощность: PН = 60 Вт

  • Номинальная частота вращения: nном = 5100 об/мин

  • Номинальный момент: Mном = 117510-4 Нм

  • Пусковой момент: Mп = 176510-4 Нм

  • Момент инерции ротора: JР = 2710-6 кгм2

  • Срок службы: T = 5000 часов

  • Масса: 1.0 кг


  1. Кинематический расчет проектируемой конструкции

    1. Определение числа элементарных передач

Передаточное отношение определяется выражением:

, где nH - частота вращения выходного вала.

В качестве критерия расчета выберем критерий минимизация габаритов, тогда число ступеней определяется как . Примем n = 5.


    1. Определение параметров элементарных передач

Передаточные отношения ступеней рассчитываются по формуле:

.

Числа зубьев ведомых и ведущих колес связаны соотношением: .

Зададим из первого ряда число зубьев для шестерён: , тогда число зубьев ведомых колес: . Округлим полученное значение до ближайшего большего из второго стандартного ряда: .

Определим погрешность такого округления.

В итоге получаем 5 шестерен с числом зубьев раным 28-и и 5 колес с 84-мя зубьями.

Фактические передаточные отношения в каждой паре колес:

3.0

3.0

3.0

3.0

3.0

В итоге получаем:

Зубчатая передача

1

2

3

4

5

Колесо

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Число зубьев

28

84

28

84

28

84

28

84

28

84


Frame2

  1. Силовой расчет

    1. Проверочный расчет выбранного двигателя по заданной нагрузке

Найдем суммарный момент нагрузки на выходном валу, имеющий статическую и динамическую составляющие:

Моменты на остальных валах определим по формуле:

, где - момент на ведущем звене; - момент на ведомом звене; - передаточное отношение передачи; - КПД передачи; - КПД подшипников.

Примем ; .

Находим моменты:

При расчете момента на втором валу учтём КПД порошковой муфты:

Двигатель выбран верно, если выполняется условие .

По паспортным данным для двигателя ДАТ-42461 .

Тем самым, по предварительным расчетам, можно утверждать, что двигатель выбран верно.


    1. Определение модуля зацепления

Модуль определяется из условия расчета зубьев передачи на прочность (изгибную и контактную). Т.к. в разрабатываемой конструкции открытый тип передач, то расчет зубьев на изгибную прочность будет проектным. После его выполнения необходимо осуществить проверочный расчет на контактную прочность.

Для открытых цилиндрических передач модуль m зацепления в миллиметрах определяют по формуле: , где

Km - коэффициент для прямозубых колес, Km = 1.4;

M - крутящий момент, действующий на рассчитываемое колесо,

M = 1.3 Н·м = 1300 Н·мм;

YF - коэффициент формы зуба;

K - коэффициент расчетной нагрузки, K = 1.5;

z - число зубьев рассчитываемого колеса;

ψbm - коэффициент ширины зубчатого венца, ψbm = 3 ... 16, примем ψbm = 4;

[σF] - допускаемое напряжение при расчете зубьев на изгиб, Н/мм2.

Коэффициент формы зуба определим по табл.4 [1]:

      • для шестерен: YF = 3.92

      • для колес: YF = 3.73

Выберем материал для зубчатых колес передачи.

В соотвествии с рекомендациями [1] примем, что все шестерни выполнены из одного материала, а все колеса - тоже из одного материала. При этом, для прирабытывающихся передач (твердость рабочих поверхностей колес HB 350) для выравнивания срока службы назначим разные материала, так чтобы, твердость ведущих колес была на 20 ... 30 единиц больше твердости ведомых колес.

Выберем следующие марки стали: для шестерен - сталь 40Х; для колес - сталь 40.


Основные параметры выбранных сталей:

Параметр

Шестерни

Колеса

Название

Обозначение

Сталь 40Х

Сталь 40

Коэффициент линейного расширения

α, 1/°C

11.8·10-6

11.9·10-6

Плотность

ρ, кг/м3

7850

7850

Предел прочности

σВ, МПа

655

580

Предел текучести

σТ, МПа

490

320

Предел выносливости при изгибе

σFR, МПа

960

550

Предел контактной выносливости поверхности зубьев

σHR, МПа

1050

1050

Модуль упругости

E, МПа

2.14·105

2.12·105

Твердость

HB, МПа

230

200

Твердость поверхностная

HRC

55

50

Термообрабтка


Закалка. Отпуск. Азотирование.

Закалка. Отпуск.

Допускаемое напряжение изгиба рассчитывается по формуле:

, где

σFR - предел выносливости при изгибе;

KFC - коэффициент, учитывающий цикл нагружения колеса;

KFL - коэффициент долговечности; SF - коэффициент запаса прочности.

Примем: KFC = 0.65; SF = 2.5.

Рассчитаем KFL : , где w - показатель степени, w=6, т.к. HB 350.

, где

n - частота вращения зубчатого колеса, об/мин;

c - число колес, находящихся одновременно в зацеплении с расчитываемым;

L - срок службы передачи, ч.

По заданию, срок службы передачи определяется сроком службы двигателя: L = 5000 часов.

Частота вращения для колес пятой передачи:


Случайные файлы

Файл
29005-1.rtf
98546.doc
12579-1.rtf
69266.rtf
104949.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.