Исполнительный механизм выдвижного действия - Курсовая работа

Техническое задание: по предлагаемой схеме разработать конструкцию по техническим данным, приведенным ниже с учетом ЕСКД и действующих стандартов. Основные данные приведены в табл. Сила на выходном валу , Н 500 Скорость движения выходного вала , м/с 0,001Исходя из заданного ТЗ и схемы в качестве исполнительного устройства будем использовать регулируемый электромеханический привод (ЭМП), широко применяющийся для задания звеньям движения.В общем случае ЭМП состоит из трех основных звеньев: источника энергии (электродвигателя Д), передатчика энергии (редуктора Р) и исполнительного устройства (ВЗ). Муфта М, которая служит для предохранения механизма от перегрузок (при эксплуатации нагрузка может носить случайный характер), что повысит надежность системы, а также для принудительного тормоза, что повысит быстродействие системы. Датчик перемещения ДП служит для преобразования выходной механической величины (хода выходного звена s) в электрический сигнал для контроля выходных параметров. В качестве датчика перемещения в разрабатываемой конструкции будет применен линейный потенциометр, присоединенный к стенке стакана, защищающей выходной вал. Звено Квых служит для преобразования электрического сигнала в форму, подходящую для системы управления, реализованную с помощью силовой электроники.Для механизма линейных перемещений предварительный выбор двигателя будем производить по номинальной мощности [1]: , (1) где номинальная мощность двигателя Примем КПД цилиндрического зубчатого редуктора открытого типа , КПД передачи винт-гайка . Расчетное значение выходной мощности: Вт По рассчитанной мощности N = 1,38 Вт и рекомендациям ТЗ выбираем двигатель ДПР-52-Ф1-03 с характеристиками (табл.Поскольку предварительно двигатель выбран и известна частота вращения его вала, то можно рассчитать передаточное отношение всей цепи двигатель - выходной вал: (2)Поскольку в ТЗ не задан критерий расчета, проведем расчет по трем критериям [1]: минимизация габаритов, минимизация массы и минимизация погрешностей и выберем среднее число ступеней. А затем произведем разбивку общего передаточного отношения.Поскольку n=4, передаточное отношение каждой ступени будет порядка: . Выберем наибольшее число зубьев для колес: zкол=85, а для шестерен выберем значение числа зубьев из рекомендуемого диапазона: zшест=17. Затем скорректируем числа зубьев, чтобы сохранить неизменным рассчитанное ранее общее передаточное отношение и по формуле определим передаточные отношения каждой ступени. Выбирая числа зубьев, будем руководствоваться конструктивными соображениями: небольшое передаточное отношение обеспечивает быстродействие, увеличение передаточного отношения для более тихоходных ступеней обеспечивает точность, небольшое число ступеней обеспечивает небольшие габариты.Задача расчета заключается в определении крутящих моментов (статического и суммарного), действующих на каждом валу. Mi, Mi - момент нагрузки на i-ом и j-ом валах. iij - передаточное отношение i-го и j-го вала. ?ij - КПД передачи. Для цилиндрической передачи ?ij=0.98. ?подш - КПД подшипников, в которых установлен ведущий вал. Составим таблицу 5.1. статических моментов нагрузки (все моменты (в Н*мм)): Таблица 5.1.Цель этого расчета - определить модули зацепления и размеры передач, обеспечивающие их работоспособность в течение заданного срока службы. Следует сделать выбор, какой тип передачи (открытый или закрытый) следует применять в разрабатываемой конструкции. Основной причиной выхода из строя этих передач является усталостное выкрашивание поверхностей зубьев, для предотвращения которого проводят расчет на контактную прочность.Материалы выбирают с учетом назначения передачи, характера действующей нагрузки, условий эксплуатации, массы, габаритов и стоимости. Для прирабатывающихся зубчатых передач рекомендуется для выравнивания срока службы назначать для зубчатых колес разные материалы, причем твердость шестерни должна быть на 20…30 единиц больше твердости колеса ([1], стр.35). Исходя из всего выше сказанного выберем для шестерни материал сталь 45, а для зубчатого колеса сталь 35. Из таблицы 10.2 ([1], стр.37) выпишем основные характеристики материалов: Шестерня КолесоПри постоянном режиме нагрузки расчетное число циклов нагружения равно (15) где число колес, находящихся в одновременном зацеплении с=2, частота обращения зубчатого колеса, об/мин, срок службы передачи, .По формуле рассчитаем допускаемое контактное напряжение. (16) где предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений , коэффициент, учитывающий шероховатость поверхностей, при , , коэффициент, учитывающий окружную скорость колеса, при , , коэффициент долговечности, учитывает возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работающих передач.(18) где предел выносливости при изгибе, коэффициент, учитывающий цикл нагружения колеса, Так как передача реверсивная, то . коэффициент долговечности.Рассчитаем модуль зацепления в миллиметрах для цилиндрических прямозубых пе

Оглавление

1. Техническое задание

2. Описание и обоснование разрабатываемой конструкции

2.1 Технико-экономическое обоснование конструкции

2.2 Принцип действия изделия

3. Предварительный выбор двигателя привода разрабатываемой конструкции

4. Кинематический расчет проектируемой конструкции

4.1 Определение общего передаточного отношения

4.2 Определение числа ступеней

4.3 Определение чисел зубьев колес редуктора и разбивка общего передаточного отношения

5. Силовой расчет ЭМП

5.1 Проверочный расчет выбранного двигателя

5.2 Проектный расчет зубчатых передач на прочность

5.2.1 Выбор материалов

5.2.2 Допускаемые напряжения при расчете на выносливость

5.2.3 Допускаемое контактное напряжение для шестерни и колеса

5.2.4 Допускаемое напряжение изгиба для материала шестерни и зубчатого колеса

5.2.5 Расчет зубьев на изгиб

5.2.6 Расчет зубчатых колес на контактную прочность

5.3 Геометрический расчет кинематики проектируемой конструкции

6. Проектировочный расчет валов и опор

6.1 Проектировочный расчет вала

6.1.1 Расчет вала на статическую прочность

6.1.2 Определение эквивалентных напряжений

6.1.3 Расчет вала на жесткость

7. Расчет предохранительной фрикционно-дисковой муфты

7.1 Выбор и расчет муфты

7.2 Проектировочный расчет пружины

8. Проверочный расчет валов и опор

8.1 Проверочный расчет по динамической грузоподъемности

8.2 Расчет КПД опор

9. Проверочный расчет редуктора

9.1 Проверка правильности подбора двигателя

9.2 Проверочный расчет на прочность

9.3 Расчет на прочность при кратковременных перегрузках

9.4 Расчет на прочность передачи винт-гайка

10. Проверочный расчет кинематической цепи на точность

10.1 Выбор степени точности

10.2 Выбор вида сопряжения

10.3 Расчет погрешности кинематической цепи

10.4. Расчет погрешности мертвого хода

11. Расчет шпонок

12. Заключение

12.1 Описание конструкции

12.2 Расчеты и выводы

Список литературы

1. Техническое задание

Тема проекта: исполнительный механизм выдвижного действия.

1. Кокорев Ю.А., Жаров В.А., Торгов А.М. Расчет электромеханического привода: Учеб. пособие / Под ред. В.Н. Баранова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1995. - 132 с., ил.

2. Элементы приборных устройств: Курсовое проектирование. Учебн. пособие для вузов. В 2-х ч. Ч. 1. Расчеты / Н.П. Нестерова, А.П, Коваленко, О.Ф. Тищенко и др.; Под ред. О.Ф. Тищенко. - М.:Высш. Школа, 1978. - 328 с., ил.

3. Элементы приборных устройств: Курсовое проектирование. Учебн. пособие для вузов. В 2-х ч. Ч. 2. Конструирование / Н.П. Нестерова, А.П, Коваленко, О.Ф. Тищенко и др.; Под ред. О.Ф. Тищенко. - М.:Высш. Школа, 1978. - 232 с., ил.

4. Расчет и конструирование валов и опор механических передач приборов; Учебное пособие по курсу «Основы конструирования приборов» / И.С. Потапцев, Е.В. Веселова, Н.И. Нарыкова, А.В. Якименко. Под ред. В.Н. Баранова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 32 с, ил.

5. Элементы приборных устройств (Основной курс): Учеб. пособие для студентов вузов. В 2-х ч. Ч.1. Детали, соединения и передачи / Тищенко О.Ф., Киселев Л.Т., Коваленко А.П. и др.; Под ред. О.Ф. Тищенко. - М.: Высшая школа, 1982. - 304 с., ил.

6. Элементы приборных устройств (Основной курс): Учеб. пособие для студентов вузов. В 2-х ч. Ч.2. Приводы, преобразователи, исполнительные устройства / Тищенко О.Ф., Киселев Л.Т., Коваленко А.П. и др.; Под ред. О.Ф. Тищенко. - М.: Высшая школа, 1982. - 263 с., ил.

7. Атлас конструкций элементов приборных устройств: Учеб. пособие для студентов приборостроительных специальностей вузов / А.А. Буцев, А.И. Еремеев, Ю.И. Кокорев и др.; Под ред. О.Ф. Тищенко. - Машиностроение, 1982. - 116 с., ил.

Размещено на .ru