Проектирование редуктора для следящего электромеханического привода - Контрольная работа

В приборостроении нашли широкое применение как редукторы - передачи, понижающие угловую скорость, так и мультипликаторы - передачи, увеличивающие угловую скорость от входа к выходу. Редукторы применяют, в основном, в различного рода приводах, а мультипликаторы в отсчетных передачах измерительных приборов.Статический момент сил сопротивления на Mc 1,2 Нм выходном валу редуктора Приведенный к выходному валу редуктораСуществует много типов конструкций, из которых можно выделить несколько основных видов редукторов точных приборов: 1. Конструкции редуктора на двух платах При выборе редуктора исходим из его значения, его расположения в приборе, из его кинематической схемы и других факторов. Выбираем конструкцию редуктора на двух платах.Опоры представляют собой кинематические пары и состоят из двух частей. Части осей т валов, охватываемые опорами, называются цапфами или петлями, а детали опор, охватывающие цапфы называются подшипниками или подпятниками.Валы - детали цилиндрической или фасонной формы, несущие на себе другие детали, вращающиеся вместе с ними. В отличие от валов, оси не передают крутящих моментов. Валы и оси предназначены для поддержания вращающихся или качающихся частей приборов и машин. На валах и осях закрепляют элементы передач: зубчатые колеса, шкивы, звездочки, части муфт и т.д. Отличие валов от осей приборов состоит в том, что валы всегда передают крутящий момент, оси же являются передатчиками механической энергии.Из всех механических передач, применяемых в машинах и приборах, наибольшее распространение получили зубчатые передачи. Зубчатые передачи передают вращающийся момент с определенной частотой вращения ведущих валов к ведомым, путем зацепления зубьев. Зубчатую передачу применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить строгое соотношение частот вращения и крутящих моментов на валу. По форме зубьев колеса подразделяются: прямозубые, косозубые, шевронные и криволинейные. Зубчатые передачи применяют для передачи нагрузки и работ при частотах вращения, изменяются в широких пределах.Требуется спроектировать редуктор с цилиндрическими прямозубыми колесами эвольвентного зацепления для следящего электромеханического привода.Т.к. дано Up - 500, исходя из условия минимизации момента инерции редуктора, выбираем по Таблице 1. число ступеней редуктора n = 6.В зубчатом редукторе малое колесо называется шестерней. Число зубьев шестерни выбирается произвольно в соответствии с ГОСТ - 13733 - 77.Z2 = Z1 * U1 = 22 * 1,61 = 35

Z4 = Z3 * U2 = 22 * 1,84 = 40

Z6 = Z5 * U3 = 22 * 3,4 = 74

Z8 = Z7 * U4 = 22 * 6,2 = 136

Z10 = Z9 * U5 = 22 * 7,18 = 157Мн = Ми Мс

Ми = Jн * Емах. вых. = 0,4 * 5 = 2 Нм

Мн = 2 1,2 = 3,2 НмДля повышения стойкости зубьев против заедания рекомендуется применять разные материалы колеса и шестерни, причем, поскольку последняя делает больше оборотов, ее зубья должны быть тверже. Согласно рекомендациям выбираем для шестерен марку стали - 45, а для ведомых колес - 35. В качестве термообработки используем нормализацию (нагрев детали до температуры закалки 8500 - 9000 С и медленное охлаждение ее на воздухе).Модуль зацепления рассчитывают для самой тихоходной ступени, поскольку она нагружена наибольшими моментами. Модуль зацепления при расчете на изгиб определяет формула: m ? 1,4 3 v (M * Кв * Yf / Z * ?вм * [?-1]), где m - модуль зацепления; М - крутящий момент по зубчатому зацеплению, воздействующий на ведомое колесо, изменяется (Н/мм); Yf - коэффициент формы зуба, зависящий от числа зубьев. Определяем нагруженность: Для ведущего колеса Yf/ [?-1] = 0,021Момент инерции колеса определяется массой расположенной в этом колесе относительно осевой линии.Поскольку наибольший момент будет на выходном валу редуктора, ведем расчет для него. Для выходного вала редуктора Мн = 3,2 [Нм] из таблицы 4 узнаем, что dв = 12мм dшт = 3,2 ммВначале определим КПД концевой пары. Для этого определим момент на колесе Z10 учетом потерь на трение выходного вала: М10 = Мс/? под. КПД любой пары определяется по следующей формуле: ? = 1-с?f (1/Z i 1/Zi 1), где f - коэффициент трения в зубчатом зацеплении (f=0,1) с - поправочный коэффициент, учитывающий увеличение трения в передачах при малых нагрузках. с = (рі 2,87) / (pi 0,17), p - окружное усиление на зубчатом колесе. Находим КПД 5-ой пары: ?5 = 1-с?f (1/Z9 1/Z10) = 1 - 1,1*3,14*0,1 (1/136 1/157) = 0,99Пусть задано значение ?вых. Требуемая мощность двигателя определяется по формуле: Nдв = ?ном. Где ? ном. номинальное число оборотов исполнительного двигателя. Находим, что ? ном.Для мелкомодульной зубчатой передачи основные соотношения будут: Элементы мелкомодульного зацепления Обозначения Соотношения Определим диаметры делительных окружностей ведущих и ведомых колес: Для ведущих колес: d1 = d3 = d5 = d7 = d9 = m*Z1 = 1*25 = 25мм для ведомых колес: d2 = m*Z2 = 35 мм d4 = m*Z4 = 40 d6 = m*Z6 = 74 d8 = m*Z8 = 136 d10 = m*Z10 = 157 Определим диаметры окружности вершин.

Содержание

Введение

1. Исходные данные по проектированию

1.1 Выбор типа конструкции редуктора

1.2 Конструкция опор

1.3 Конструкция валов

1.4 Зубчатые передачи

2. Типовой расчет

2.1 Техническое задание

2.2 Выбор числа ступеней редуктора и передаточных отношений пар

2.3 Определение числа зубьев шестеренок

2.4 Определение числа зубьев ведомых колес

2.5 Нахождение суммарного момента Мн нагрузки на выходном валу редуктора

2.6 Выбор материала ведущих колес (шестеренок) и ведомых колес

2.7 Расчет модуля зубчатого зацепления

2.8 Нахождение приведенного момента инерции редуктора

2.9 Выбор диаметра валиков

2.10 Определение КПД редуктора

2.11 Определение мощности двигателя

2.12 Определение геометрии зубчатых колес

Список используемой литературы

В приборостроении нашли широкое применение как редукторы - передачи, понижающие угловую скорость, так и мультипликаторы - передачи, увеличивающие угловую скорость от входа к выходу. Редукторы применяют, в основном, в различного рода приводах, а мультипликаторы в отсчетных передачах измерительных приборов. Требования к зубчатым передачам в первую очередь определяются назначением приборного устройства, для которого они проектируются. Редукторы нерегулируемого силового привода длительно действия должны удовлетворять требования равнопрочности, высокого КПД, иметь большой ресурс работы, а в ряде случаев должны обеспечивать высокую плавность работы. Редукторы следящих систем, а так же редукторы быстродействующих стартстопных механизмов периферийных устройств ЭВМ должны удовлетворять требованиям обратимости хода, минимального мертвого хода, уменьшением пропорциональности. Во всех случаях проектирование, а особенно при проектировании механизмов, предназначенных для летательных аппаратов, необходимо обеспечить высокую надежность передачи и целесообразное уменьшение массы габаритов. При проектировании любого вида зубчатой передачи необходимо решить определенный ряд вопросов.