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

39 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

78345. Дисперсные системы. Коллоидные растворы 56.53 KB
  Таким образом одно и то же вещество может находиться в различной степени раздробленности: макроскопически видимые частицы 02 01 мм разрешающая способность глаза микроск пически видимые частицы от 02 01 мм до 400 300 нм разрешающая способность микроскопа при освещении белым светом и отдельные молекулы или ионы. Постепенно складывались представления о том что между миром молекул и микроскопически видимых частиц находится область раздробленности вещества с комплексом новых свойств присущих этой форме организации вещества. Если...
78346. Коррозия металлов. Определение и классификация коррозийных процессов 160.12 KB
  В случае с металлами говоря об их коррозии имеют ввиду нежелательный процесс взаимодействия металла со средой. Физико-химическая сущность изменений которые претерпевает металл при коррозии является окисление металла. Любой коррозионный процесс является многостадийным: Необходим подвод коррозионной среды или отдельных ее компонентов к поверхности металла. Полный или частичный отвод продуктов от поверхности металла в объем жидкости если среда жидкая.
78347. Химические связи. Метод валентных связей 169.26 KB
  Способы образования ковалентной связи. Направленность ковалентной связи. Химические связи химическая связь взаимное притяжение атомов приводящее к образованию молекул и кристаллов.
78348. Метод молекулярных орбиталей как линейная комбинация атомных комбинаци 662.45 KB
  Мы остановимся на основных положениях метода МО начиная со способа представления молекулярных орбиталей для гомоядерных двухатомных молекул и объясним за счет каких электронов в них образуется химическая связь. На каждом энергетическом уровне может располагаться не более двух электронов. Мы уже знаем что состояние электронов в атоме описывается квантовой механикой как совокупность атомных электронных орбиталей атомных электронных облаков; каждая такая орбиталь характеризуется определенным набором атомных квантовых чисел. Метод МО исходит...
78349. Вода и растворы. Способы выражения состава раствора 140.07 KB
  Свойства воды. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере; в виде огромных масс снега и льда лежит она круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. Вода содержащая значительное количество солей кальция и магния называется жесткой в отличие от мягкой воды например дождевой. При фильтровании больших количеств воды пользуются фильтрами из песка и гравия.
78350. Растворы электролитов. Изотонический коэффициент. ТЭД 228.26 KB
  Этих толчков вместе с тепловыми колебаниями ионов в кристалле оказывается достаточно для отделения ионов от кристалла и перехода их в раствор. Вслед за первым слоем ионов в раствор переходит следующий слой и таким образом идет постепенное растворение кристалла. Перешедшие в раствор ионы остаются связанными с молекулами воды и образуют гидраты ионов. Иначе говоря в результате диссоциации образуются не свободные ноны а соединения ионов с молекулами растворителя.
78351. Окислительно-восстановительные процессы. Применение электролиза 162.67 KB
  В ионных соединениях эта неравномерность распределения электронов максимальна при образовании веществ с ионной связью валентные электроны практически полностью переходят от атома одного элемента к атому другого. Прн этом элемент электроны которого смещаются к атомам другого элемента полностью в случае ионной связи или частично в случае полярной проявляет положительную окисленность. Элемент к атомам которого смещаются электроны атома другого элемента проявляет отрицательную окисленность. Число электронов смещенных от одного атома...
78352. Металлы и сплавы. Химические свойства металлов и сплавов 238.97 KB
  Химические свойства металлов. Добывание металлов из руд. Правда магний и алюминий сохраняют свой блеск даже будучи превращенными в порошок но большинство металлов в мелкораздробленном виде имеет черный или темносерый цвет.
78353. Комплексные соединения 531.93 KB
  Ионы некоторых элементов способны присоединять к себе другие ионы или нейтральные молекулы (например, NH3), образуя более сложные комплексные ионы. При их связывании с ионами противоположного знака получаются различные комплексные соединения. Наиболее полно свойства и строение комплексных соединений объясняет координационная теория