Проектирование исполнительного механизма с двигателем и одним выходным валом - Курсовая работа

Такие механизмы находят широкое применение в приборах и устройствах летательных аппаратов для дистанционной передачи измеряемых параметров (указателя высоты, скорости; указатели авиагоризонта, курсовой системы), а так же для поддержания параметров на определенном уровне (механизмы управления рулями летательного аппарата, гидростабилизаторы и т.д.) Проектирование механизма это творческий процесс, включающий: - установление принципа действия и режимов работы механизма; выбор материала для изготовления деталей механизма с учетом технологии их изготовления и экономической целесообразности выбора данной конструкции;Требуется разработать исполнительный механизм с заданным выходным моментом, частотой вращения, и точностью передачи.Проектируемый механизм (рис.1) состоит из двигателя 1, соединенного с редуктором 3 муфтой 2 и выходным валом 4.Для выбора электродвигателя определяют требуемую его мощность и частоту вращения выходного вала редуктора. При постоянной скорости выходного вала по известному моменту на выходном валу Мвых (Н·см) и частоте вращения nвых (об/мин) находим мощность на выходном валу (Вт) Зная мощность на выходном валу Nвых, определяем мощность двигателя Nдв по формуле Зная мощность двигателя, из каталога выбираем двигатель. Выбираем двигатель СЛ 261 со следующими характеристиками: Мощность__________________24 ВтОбщее передаточное число механизма определяется по следующей формуле: (3) где nдв - частота вращения двигателя.На основе полученных данных выбираем схему редуктора, представленную на рис.Из условия, что для цилиндрической прямозубой передачи минимальное число зубьев шестерни равно 17, выбираем числа зубьев ZШ шестерней: Z1 = 17Процент ошибки между заданными числами оборотов и полученными в результате расчетов не должен превышать 2% (заданная ошибка).На основе кинематической схемы выполняется расчет уточнения мощности двигателя Nдв по формуле (2) КПД зубчатой передачи (= 0.98 для цилиндрической прямозубой передачи);Крутящие моменты определяем с использованием следующего соотношения между моментами на ведомом Мведом и ведущем Мведущ зубчатых колесах: , Н·см (9) где U - передаточное отношение передачи, ? - КПД передачи (для прямозубых колес ? = 0.97).Материал шестерней - сталь Ст45 /улучшенная/, модуль Юнга и допускаемые напряжения которой ([?]к - кручение, [?]и - изгиб): Е = 2.15.107, Н/см2;Модуль зубчатых колес вычисляется, исходя из условий контактной прочности (предотвращения выкрашивания) и условия прочности на изгиб для материалов колеса и шестерни.Формула для расчета модуля цилиндрической прямозубой передачи из условия прочности на выкрашивание следующие: (10) где мвык - модуль на выкрашивание; Мкр - крутящий момент на колесе; Кд - коэффициент динамической нагрузки, зависящий от погрешностей изготовления колеса и скорости вращения (Кд = 1.0?1.1);Расчет модуля из условия прочности на изгиб выполняется для элемента которого произведение [?]и y оказываеться меньшим, при этом в формулу подставляются значения параметров, характерные для этого элемента.По рассчитанным модулям зубчатых колес, подбираем ближайшее большее стандартное значение.Диаметры окружностей рассчитываются по следующим формулам: Диаметр делительной окружности цилиндрического прямозубого колеса: d = m . z (13) Высота выступов цилиндрического прямозубого колеса : ha= m . ha* (14) ha*=1Расчет валов производят при наличии следующих исходных данных: размеров зубчатых колес, усилий в зацеплениях и схемы расположения зубчатых колес на валах в осевом направлении.Усилия в зацеплениях представляются в виде трех составляющих: окружной P, радиальной T и осевой (аксиальной) Q. Окружное усилие P направлено по касательной к делительной окружности по направлению движения для ведомого колеса и против движения для ведущего колеса; радиальное усилие T направлено к центру колеса, осевое Q - вдоль оси. Усилия в зубчатых передачах вычисляются по формулам: Цилиндрическая прямозубая передача.Компоновочная схема редуктора, с усилиями в зацеплениях колес, представлена на рис.Зная размеры зубчатых колес, составляется эскизная компоновка механизма (рис. Расстояние l1 между серединами левого и правого подшипника определяется по формуле где Bn - ширина подшипника , мм.Расчетная схема предпоследнего вала представлена на рис. Рассмотрим плоский изгиб в плоскости YOZ (рис. Где - длина вала, a1= 7 мм , a2= 7.5 мм , a3=22.5 мм , Рисунок 7 - Усилия, действующие в плоскости YOZ Рассмотрим плоский изгиб в плоскости XOZ (рис. Рисунок 9 - Усилия, действующие в плоскости XOZДиаметр вала определяется из рассмотрения условий прочности. Условие прочности для вала представляется в виде: (22) где Мпр - приведенный момент, определяемый по формуле: (23)Расчетная схема выходного вала представлена на рис. Рассмотрим плоский изгиб в плоскости YOZ (рис. Рисунок 12 - Усилие, действующее в плоскости YOZ Определим реакции в опорах из условий равновесия: Н Рассмотрим плоский изгиб в плоскости XOZ (рис.Таким образом, используя формулы (22) и (23), получаемВыбор типа подшипника зав

СОДЕРЖАНИЕ

Задание на курсовой проект

Введение

1.Техническое предложение

1.1 Анализ задания

1.2 Разработка функциональной схемы механизма

2 Выбор двигателя

3 Разработка кинематической схемы

3.1 Передаточное отношение

3.2 Кинематическая схема

3.3 Определение числа зубьев

3.4 Процент ошибки

3.5 Уточнение мощности двигателя

4. Расчет размеров зубчатых колес

4.1 Расчет крутящих моментов

4.2 Выбор материала

4.3 Расчет модулей

4.3.1 Расчет модуля на выкрашивание

4.3.2 Расчет модуля на изгиб

4.3.3 Выбор модуля

4.4 Расчет размеров зубчатых колес

5 Расчет валов

5.1 Определение усилий

5.2 Компоновочная схема

5.3 Расчет длины вала

5.4 Расчет диаметра предпоследнего вала

5.4.2 Расчет диаметра вала

5.5 Расчет диаметра выходного вала

5.5.1 Расчетные схемы. Построение Эпюр

5.5.2 Расчет диаметра выходного вала

6. Расчет и выбор подшипника

6.1 Выбор подшипника

6.2 Расчет подшипника на долговечность

7 Расчет элементов крепления

7.1 Расчет диаметра штифта

7.1.1 Расчет на срез

7.1.2 Расчет на изгиб

8. Расчет точности

9. Определение оценки уровня унификации

Заключение

Список использованных источников