43161

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Провести расчет элементов и параметров конструкции исполнительного механизма прибора комплекса ЛА с учетом указанных в задании системных особенностей. Введение 4 Расчет кинематических параметров 5 Выбор двигателя 5 Расчет мощности двигателя 5 Кинематический расчет редуктора 6 Определение передаточного числа 6 Выбор кинематической схемы и типа используемых зп 7 Расчет числа зубьев 7 Ошибка по скорости 8 Расчет КПД...

Русский

2013-11-03

4.44 MB

24 чел.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

КАФЕДРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН И КОМПЛЕКСОВ

КУРСОВАЯ РАБОТА (ПРОЕКТ)
ЗАЩИЩЕНА С ОЦЕНКОЙ

РУКОВОДИТЕЛЬ

должность, уч. степень, звание

подпись, дата

инициалы, фамилия

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ

по дисциплине: ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ ПРИБОРОВ

М4.ПМ.280202.

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТКА  ГР.

1951

Кривоноова К. И.

подпись, дата

инициалы, фамилия

Санкт-Петербург
2010

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ.

Провести расчет элементов и параметров конструкции исполнительного механизма прибора комплекса ЛА с учетом указанных в задании системных особенностей.

Тип механизма: Исполнительный механизм.

Схемные особенности конструкции: рядовая.

Параметры механизма:

  1.  Момент нагрузки   = 20 Н*см
  2.  Скорость вращения выходного вала = 15 об/мин
  3.  Точность воспроизведения угла   = 20

Содержание.

Введение  4

  1.  Расчет кинематических параметров      5
    1.  Выбор двигателя         5
    2.   Расчет мощности двигателя        5
  2.  Кинематический расчет редуктора       6
    1.  Определение передаточного числа       6
    2.  Выбор кинематической схемы и типа используемых зп   7
    3.   Расчет числа зубьев         7
  3.  Ошибка по скорости         8
  4.  Расчет КПД           8
  5.  Расчет крутящих моментов        9
  6.  Расчет модуля передачи         10
    1.  Расчет модуля на выкрашивание       10
    2.  Вычисление модуля на изгиб       11
  7.  Расчет диаметров          12
  8.  Определение длины вала          14
  9.  Расчет усилий           15
  10.  Построение эпюр          16
  11.  Расчет диаметра выходного вала       19

Заключение            20

Список использованных источников       21

Введение.

Темой курсового проекта является расчет и конструирование исполнительного механизма, состоящего из двигателя и редуктора. Такие механизмы - находят широкое применение в приборах и устройствах летательных аппаратов для дистанционной передачи измеряемых параметров (указатели высоты, скорости; указатели авиагоризонта, курсовой системы), а также поддержания параметров на определенном уровне (механизмы управления рулями летательного аппарата, гиростабилизаторы и т.д.).

Проектирование механизма - это творческий процесс, включающий:

- расчет кинематических параметров;

- разработку общей схемы механизма;

- выяснение сил, действующих на элементы механизма, и характер их изменения во времени;

- выбор материала для изготовления деталей механизма;

- определение формы и размеров всех деталей механизма с учетом технологии их изготовления и экономической целесообразности выбора данной конструкции.

Курсовой проект содержит расчетную и графические части. Расчетная часть оформляется в пояснительной записке и включает следующие разделы. Графическая часть представляется в виде сборочного чертежа.  

Все расчеты и чертежи оформляются в соответствии с требованиями ЕСКД.

Возможны разнообразные решения. Задача конструктора заключается в том, чтобы спроектированный механизм имел минимальные габариты и массе был прост в изготовлении, сборке, регулировке, дешев. Узлы и детали должны обладать необходимой прочностью, жесткостью, малыми потерями не трение, технологичностью.  

Технологичной конструкцией называется такая конструкция, которая обеспечивает заданные эксплуатационные показатели при наименьшей затрате труда, времени и средств на ее изготовление. При конструировании изделия конструктор должен предусмотреть возможный метод получения заготовки каждой детали, учесть особенности механической обработки детали и сборки. С другой стороны, необходимо учесть количество выпускаемых изделий, так как технология изготовления зависит не только от формы детали, но и от количества выпускаемых изделий.

  1.  Расчет кинематических параметров.

Для механизмов, независимо от их структурных и кинематических особенностей, при проектировании определяют кинематические параметры, действующие нагрузки, геометрические размеры основных элементов и точность. Они служат основой для разработки схемы компоновки механизма, расчета и выбора типовых элементов, обеспечивающих его функционирование: валов, направляющих движения, опор, элементов соединения.

1.1    Выбор двигателя.

Изначально производиться расчет мощности на выходном валу по формуле:

Где

- Скорость вращения выходного вала, об/мин

Подставляя значения из исходных данных, получаем

  1.  Расчет мощности двигателя.

Расчет мощности двигателя  рассчитывается по формуле:

Где мощности на выходном валу, Вт

– КПД механизма.

К - коэффициента запаса = 1,2

На стадии проектирования для цилиндрических редукторов  полагают, что  .

В данном расчете принято .

Из каталога определяем двигатель, с соответствующими величинами мощности.

Выбранный двигатель:

1а – ДПР – 2- 10  , с мощностью = 6000 об/мин.

  1.  Кинематический расчет редуктора.

2.1 Определение передаточного числа.

Передаточное число является основным показателем кинематического и силового преобразования и определяется по формуле:

 

Где 6000 об/мин

скорость вращения выходного вала, 15 об/мин

 

Определив общее передаточное число Uр =400 , определяем значение передаточных чисел отдельных ступеней по общему передаточному отношению редуктора. Редуктор содержит 5 ступеней, образованные зацеплением колес  и ,  и ,  и ,  и .

Общее передаточное число есть произведение передаточных чисел ступеней:

Определяются:

2.2 Выбор  кинематической схемы и типа используемых зубчатых передач.

Чертеж схемы приведен на рисунке 1.

    

Рисунок 1 – Кинематическая схема.

Вид передачи – цилиндрическая прямозубая. Редуктор с развернутой кинематической цепью.

  1.  Расчет числа зубьев.

Числа зубьев зубчатых колес определяют с учетом вида кинематической цепи.

- шестерни. С учетом унификации принимаем:

 

Для  чисел зубьев колеса производят расчет по формуле:

Zi = Zш * Ui                            (5)

Где  

Получаем, что:

  1.  Ошибка по скорости.

 

Теоретическое значение ошибки по скорости:

Практическое значение ошибки по скорости вычисляется по формуле:

где - заданное значение скорости выходного вала

- полученная скорость выходного вала

=                (7)

    =   = 15

  1.   Расчет КПД.

Коэффициент полезного действия редуктора вычисляется по формуле:

Для цилиндрической прямозубой передачи принимается значение

Производиться уточнение мощности с учетом нового рассчитанного КПД по формуле

  1.  Расчет крутящих моментов.

Расчет крутящих моментов  производиться по формуле

Где , Н*см

Справедливо, что момент на последнем колесе, равен выходному моменту:

Момент колес и шестерней расположенных на одном валу соответственно равны:

По формуле (12) рассчитываем величины  моментов:

  1.  Расчет модуля передачи.

  1.  Расчет модуля на выкрашивание.

Расчет модуля на выкрашевание, производиться по формуле

Где

– коэффициент степени перекрытия

момент, вычисляемый по формуле (14.1)

- относительная толщина цилиндрического колеса = 6

число зубькев на колесе

и  - допустимые напряжения материала, Н/см2

Выбирается по таблице

, ,

В целях унификации, значение модуля принимается  одинаковым для всех валов.

Из таблицы определяется материал колеса и шестерни.

.

Для шестерни:

Ст45

          

 

Для колеса:

Бр ОНФ  

                

 

определяется по формуле:

Где Ек и Еш – соответствующие модули упругости материалов колеса и шестерни

= 0,82

Определяется по формуле

Где момент на последнем валу

- коэффициент концентрации нагрузки =1,2

–  коэффициент динамической нагрузки = 1

-  коэффициент режима работы (наличие ударов, вибрации) =1

20*1,2*1*1=24 Н*см

Подставляем найденные значения в формулу (13)

  1.  Вычисление модуля на изгиб.

Вычисление модуля на изгиб происходит по формуле

Где

Y  - значение коэффициента формы зуба, определяется по таблице.  

Расчет модуля из условия прочности на изгиб выполняют для элемента, для которого произведение окажется меньшим

0,146,   0,096

Подставляем все значения в формулу (15)

Получаем, что:

Полученное значение округляем до ближайшего большего значения модуля из ряда стандартных значений.

  1.  Расчет диаметров.

Вычисляются диаметры делительной окружности, выступов и впадин.

Диаметры делительной окружности  вычисляются по формуле

Где

Поскольку

, и  

=

1,25*18=22,5 мм

1,25*45=56,25 мм

1,25*72=90 мм

1,25*90=112,5 мм

1,25*144=180 мм

Диаметр окружности выступов  вычисляется по формуле

Где  ha=m

Диаметры  окружности впадин  вычисляется по формуле

Где

c- выбирается в зависимости от модуля, при

 

 

Толщина шестерни вычисляется по формуле

  1.  Определение длины вала.

На рисунке 2 представлены предпоследний и последний валы.

 

Рисунок 2. Последний и предпоследний валы.

Длина вала вычисляется по формуле:

Где                                  

К – длина ступицы = 40 мм

С – длина зазора = 4 мм

Подставляя значения получаем:

  1.  Расчет усилий.

Для упрощения расчетов, производят расчет усилий наиболее нагруженных валов – последнего и предпоследнего.

Окружное усилие, рассчитывается по формуле

Где

Распорное усилие   определяется по формуле

Где

Имеем: Р07 = - Р08 ,  РR7 = - PR8

Подставляем значения в формулы (18) и (19):

  1.  Построение эпюр.

Рассмотрим  YOZ на последний вал.

Эпюра моментов представлена на рисунке 5.

 

Рисунок 5. Последний  V вал плоскость  YOZ

 

=       (22)

=      (23)

= 0,6 Н

= 0,2 Н

Делаем проверку:

 

Изгибающие моменты в плоскости YOZ представлены в таблице 3.

Таблица 3. Изгибающие моменты в плоскости YOZ

 

,

 

– Pr8(x2-l1)

,

 

Рассмотрим  XOZ последний вал.

Эпюра моментов представлена на рисунке 5.

Рисунок 5. Последний  V вал плоскость  YOZ

Рассмотрим уравнение моментов относительно точки а.

= -       (25)

Рассмотрим сумму моментов относительно точки b.

=       (27)

= -   =1,65 Н

=  = 0,54 Н

    

Делаем проверку:

 

Изгибающие моменты в плоскости XOZ представлены в таблице 4.

Таблица 4. Изгибающие моменты в плоскости XOZ

 

,

 

– Po8(x2-l1)

,

 

  1.  Расчет диаметра выходного вала.

Результирующий изгибающий момент мы рассчитываем по формуле:

58 Н*мм

Приведенный изгибающий момент рассчитываем по формуле:

21 Н*см

Выражение для диаметра вала имеет вид:

   (30)

 

Где  - придел выносливости при симметричном цикле (для стали марки Ст 45  = 7000 – 9000 Н/см2) – 8000 Н/см2

0, 29 см

Округляем

Диаметр в пролете между опорами можно принять равным:

 

       (31)

1,4 * 3 = 4,2 мм

Заключение.

Разработанный исполнительный механизм  одним выходным валом и редуктором, может применяться в авиационном приборостроении. Примером применения может являться указатель высоты, скорости.

Материалы для валов и для шестеренок с колесами были выбраны в предыдщих пунктах пояснительной записки.

Для шестерни Ст 45

Для колеса Бр ОНФ.

Вал – ст 45

Для корпуса  выбирается материал ДПР – 2 - 10.

Список использованных источников

  1.  Опалихина О.В., Соколов Ю.Н. Механика. Методическое пособие./ГУАП, СПб, 2008. – 17 с.

  1.  Лукичева Л.С., Лукичева  К.Н. Явленский Конструирование механизмов приборов и устройств летательных аппаратов./ ГУАП, СПб, 1998. –54с.

  1.  Лукичева Л.С., Явленский К.Н. Расчет и проектирование механизмов приборов и их элементов./ ЛИАП, СПб, 1991. –98с.

  1.  Лукичева Л.С., Миронович Е.Е. Проектирование механизмов и приборов/ ГУАП, СПб, 1993. –104с.

                                                                      19


Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

2

М4.ПМ.280202.11.КР

Разраб.

Кривоносова К.

Провер.

Лукьяненко И.Н

 

.

Исполнительный механизм

Лит.

Листов

21

1951


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42777. Разработка технологического процесса механической обработки шкива в условиях ЗАО «МРК» 190.3 KB
  Технический прогресс в машиностроении характеризуется как улучшением конструкций машин, так и непрерывным технологии их производства. Развитие новых прогрессивных технологических процессов обработки способствует конструированию современных машин и снижению их себестоимости. Актуальной является задача повышения качества выпускаемых машин и, в первую очередь, их точности
42778. Особенности развития силовых способностей у школьников старшей возрастной группы 351.46 KB
  Динамика силовых качеств детей старшего школьного возраста под воздействием занятий физическими упражнениями. Данный режим работы мышц имеет место в силовых упражнениях с преодолением внешнего отягощения штанги гирь гантелей отягощений на блочном устройстве. Величина прикладываемой к снаряду силы при выполнении упражнения в изотоническом режиме изменяется по ходу траектории движения так как изменяются рычаги приложения силы в различных фазах движений. Упражнения со штангой или другим аналогичным снарядом с высокой скоростью...
42779. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС РАБОТЫ УЧАСТКОВОЙ СТАНЦИИ 364.29 KB
  Определение среднего времени нахождения на станции транзитных вагонов без переработки Среднее время нахождения на станции транзитных вагонов с переработкой Общий простой вагонов на станции Рабочий парк вагонов
42780. Организация и планирование предприятий 198.55 KB
  Обоснование выбора варианта технологического процесса Годовые фонды времени в данной работе принимаются следующие: фонд времени оборудования Фдо = 3530 ч 2 смены фонд времени производственных рабочих Фдр = 1590 ч 1 смена фонд времени вспомогательных рабочих Фдв = 1860 ч 1 смена Таблица 1 Необходимые данные для выполнения задания № п п Наименование расчётных показателей Обозначение Значение показателя 1 Норма затрат на содержание оборудования руб. Нз 640000 2 Коэффициент обслуживания рабочих мест Кобс 10 3 Средние капитальные...
42781. Розрахунок електричних навантажень силової мережі 4.67 MB
  Електроенергетичній галузі притаманні специфічні особливості, зумовлені одноманітністю вироблення і споживання енергії, надзвичайно складним технологічним циклом її одержання, необхідністю централізованого диспетчерського оперативно-технологічного керування всім комплексом у цілому, забезпечення надійності і безпеки функціонування обладнання. Все це робить енергетику надзвичайно матеріалоємною, енергоємною галуззю, з великим інвестиційним циклом і, що дуже важливо, — інтелектуально і наукоємною.
42782. Загрози національній безпеці України на сучасному етапі 72.68 KB
  Теоретичні та нормативноправові основи національної безпеки України. Основні ризики і загрози національній безпеці України. Зовнішні і внутрішні загрози національній безпеці України.
42783. Розрахунок геометричних розмірів та втрат тепла теплової мережі, яка складається з котла теплотраси та теплообмінного апарату 743.07 KB
  Теплообмін – це енергетичний обмін між об’єктами, які взаємодіють між собою в системі, що розглядаються, необхідною і достатньою умовою якої є різниця температур даних областей. Місцевим результатом теплообміну є вирівнювання різниці температур
42784. Методология и методика социологического исследования 116.79 KB
  Теоретико-методологические основы социологического анализа социального самочувствия Показатели и способы изучения социального самочувствия 14 Опыт исследования социального самочувствия
42785. Создание венецианской маски в 3Ds Mx 3.3 MB
  Например это: Рисунок 1Бокал Очевидно что бокал имеет ось симметрии и его можно получить вращая сплайн. Создаём Plneплоскость в окне Front и присваиваем ей материал с данной текстурой бокала получаем такой результат: Рисунок 2заготовка Plne Обводим контур нашего бокала только половину. Должен получиться подобный сплайн: Рисунок 3 На рисунке 3 отмечены две точки начало и конец сплайна. Модель бокала в перспективе должна выглядеть примерно так...