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

30 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

21266. Понятие математической модели 342.5 KB
  И если ранее математический аппарат преимущественно использовался как инструмент расчета то сейчас экономика выдвигает другие задачи: рационального использования уже имеющегося сырья оборудования кадровых энергетических и прочих ресурсов; выбора наиболее выгодного варианта организации производственного процесса оптимальным образом. Эти задачи привели к появлению новых математических методов и направлений прикладной математики: теории игр теории массового обслуживания теории линейного и нелинейного программирования и др. Поэтому в...
21267. Аналіз рентабельності діяльності підприємства з метою її підвищення 574.5 KB
  Збільшення обсягу реалізації і поліпшення якості продукції 3. Резерви зниження собівартості продукції 3. Уособлення частини вартості продукції у вигляді витрат виступає в грошовому виразі як собівартість продукції. На формування прибутку як фінансового показника роботи підприємства впливає встановлений державою порядок формування витрат на виробництво продукції робіт послуг; обчислення й калькулювання собівартості продукції робіт послуг; визначення позареалізаційних прибутків і витрат; визначення балансового валового прибутку.
21268. Захист населення і територій від надзвичайних ситуацій 302 KB
  Актуальність проблеми забезпечення природнотехногенної безпеки населення і територій зумовлена тенденціями зростання втрат людей і шкоди територіям що спричиняються небезпечними природними явищами промисловими аваріями і катастрофами. Захист населення і територій від надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру це система організаційних технічних медикобіологічних фінансовоекономічних та інших заходів для запобігання та реагування на надзвичайні ситуації техногенного та природного характеру і ліквідації їх наслідків що...
21269. Сложные зубчатые механизмы. Кинематическое исследование зубчатых и планетарных механизмов 180.5 KB
  ложными зубчатыми механизмами называются механизмы с зубчатыми передачами с числом зубчатых колес больше двух. Это могут быть механизмы с оригинальными структурными схемами или механизмы, образованные последовательным...
21270. ЛІКВІДАЦІЯ НАСЛІДКІВ НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЙ 146 KB
  РІНР і в мирний і у воєнний час проводяться: для порятунку людей надання першої медичної допомоги постраждалим і ураженим та евакуації їх у лікувальні установи; локалізації аварій і усунення ушкоджень які заважають проведенню рятувальних робіт; локалізації аварій які загрожують життю людей на АЕС хімічно небезпечних об’єктах енергетичних і комунальних мережах нафтоі газопроводах та інших об’єктах і мережах; забезпечення життєдіяльності міст і об’єктів господарювання; створення необхідних умов проведення відбудовних робіт. До...
21271. Організація цивільної оборони в сучасних умовах 259.5 KB
  2005 ВД Інжек 2005 Вступ Значна кількість великих катастроф що відбувалися на території України за останній час серед яких особливе місто займає Чорнобильська змістили пріоритети у призначенні Цивільної оборони від захисту населення в умовах воєнного часу на захист населення від наслідків надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру від галузевого відомчого формування і функціонування на функціональні із за діянням усіх рівнів виконавчої влади принципи формування і реагування на надзвичайні ситуації. Про захист...
21272. Надзвичайні ситуації мирного часу. Основи класифiкаціï надзвичайних ситуацій 244.5 KB
  Засоби масовоï інформаціï майже щодня повідомляють про надзвичайні ситуаціï що відбуваються у світі: лісові пожежі повені землетруси цунамі обвали зсуви селеві потоки виверження вулканів урагани смерчі снігові й пилові бурі та інші стихійні лиха аваріï і катастрофи на підприємствах і транспорті що супроводжуються загибеллю людей руйнуванням населенних пунктів і об’єктів господарювання забрудненням і зараженням довкілля. Щорічно в нашій краïні виникають надзвичайні ситуаціï далі – НС природного та техногенного характеру що...
21273. НАДЗВИЧАЙНІ СИТУАЦІЇ ВОЄННОГО ЧАСУ 197 KB
  Непряму поразку люди і тварини можуть отримати від вторинних осередків ураження уламки зруйнованих будівель або уламків скла каміння та інших предметів що летять із великою швидкістю. Таке ураження людей можливе при надмірному тиску 3 кПа і більше. Осередок ядерного ураження в залежності від тиску у фронті ударної повітряної хвилі умовно поділяється на 4 зони зруйнування: повні сильні середні і слабкі.