Редуктор наклона антенны

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Факультет Компьютерного Проектирования

Кафедра Технической Механики

Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту по курсу

"Техническая механика"

на тему

"Редуктор наклона антенны"

Минск2004

Содержание

I. Предварительный выбор двигателя

I.1 Расчет требуемой мощности двигателя

I.2 Выбор двигателя

II. Расчет редуктора

II.1 Кинематический расчет

II.2 Расчет геометрических размеров

III. Обоснование выбора применяемых материалов

Литература

I. Предварительный выбор двигателя

При предварительном выборе типа двигателя, учитываются следующие факторы: характер работы ЭМП (регулируемый или нерегулируемый ЭМП), его назпачение, режим работы ЭМП (длительный, кратковременный, повторнократковременный) и его характеристики (продолжительность включенного состояния, частота пусков остановок реверсов), номинальное (среднее) значение нагрузки ЭМП, т.е. момента Mн.ном (Mн.ср) или силы Mн.ном (Fн.ср), характер изменения нагрузки (момента или силы), зависимость Mн или Fн от времени, скорости или перемещения исполнительного органа, максимальное значение нагрузки Mн.мах (Fн.мах), максимальное значение скорости и Wн.мах (Vн.мах) и ускорения Wн.мах (Vн.мах) исполнительного органа, нестабильность средней Wн.мах (Vн.мах) или мгновенной Wн.мах (Vн.мах) скорости исполнительного органа, момент инерции Jн исполнительного органа, требования к техническим характеристикам, пусковые свойства, характеристику сети питания, род тока (постоянный или переменный),напряжение U,частоту f, требования к массе, габаритам, энергетическим показателям, изменение потребляемой мощности от нагрузки, условия эксплуатации (температуру, давление, влажность, запыленность, вибрационные и линейные нагрузки и т.п.), ресурс, надежность, стоимость, серийность ЭМП, плавность и бесшумность в работе, наличие радиопомех, простоту обслуживания, линейность регулировочных имеханических характеристик, диапазон изменения частоты вращения (диапазон регулирования), характеристики быстродействия(момент инерции ротора, значение пускового момента, электромеханическую постоянную времнени), значение момента трогания и сигнала трогания, наличие самохода при отсутствии сигнала управления, мощность управления, вид передаточной функции, наличие внутреннего демпфирования в двигателе и т.д.

I.1 Расчет требуемой мощности двигателя

Расчет требуемой мощности двигателя заключается в определении мощности на выходном валу редуктора, ориентировочной оценки КПД привода.

Pвх = e • Pвых / n (2.1)

где Pвх - мощность на входном валу;

e - коофициент запаса. Выбирается от 10...20%;

Pвых - мощность на выходном валу;

n - КПД привода, n = 0.7;

Nвых=Tвых•Wвых (2.2)

где Mвых - момент нагрузки на выходном валу;

Wвых - угловая скорость вращения выходного вала;

W = П•n/30 (2.3)

где n - скорость вращения выходного вала;

0.84•3.14•8

Pвх = ----------------- = 0.552 (Вт)

30•0.7

I.2 Расчет двигателя

Выбор двигателя для ЭМП заключается в подборе наиболее рационального типа (серии) двигателя и конкретного двигателя в намеченной серии в зависимости от требуемой мощности. Т.к. нам нужен двигатель, мощность которого должна быть не меньше, чем 0,55 Вт Исходя из этих условий, мы выбираем двигатель ДКМ1-12 .

Двигатель имеет следующие технические характеристики:

Частота вращения nдв 5000 об/мин-1;

Номинальная мощность 1 Вт;

Габариты длина 53 мм;

диаметр 32 мм;

Масса 0,14 кг;

II. Расчет редуктора

Расчет редуктора состоит из кинематического расчета редуктора и расчета геометрических параметров цилиндрических зубчатых колес. Кинематический расчет редуктора состоит в определении общего передаточного отношения и распределении его по ступеням, при этом необходимо учитывать условия соосности. Передаточным отношением какого-либо механизма принято называть отношение угловых скоростей W входного и выходного звеньев этого механизма. При проектировании привода с заданным общим передаточным отношением iобщ встает важная инженерная задача - выбор оптимального числа ступеней передач и распределение iобщ между отдельными ступенями. Это может быть сделано с учетом соблюдения условий обеспечения наименьших габаритных размеров всего механизма. При расчете геометрических параметров цилиндрических зубчатых колес, нам необходимо расчитать модуль зацепления,- основной параметр зубчатого зацепления, с помощью которого определяют размеры передачи.

Модуль зацепления определяют из расчетов на прочность или при малых нагрузках выбирают из конструктивных соображений.

II.1 Кинематический расчет

1.1 Определяем общее передаточное отношение по формуле:

iобщ = nдв / nвых (3.1)

где iобщ - общее передаточное отношение;

nдв - частота вращения двигателя;

nвых - частота вращения выходного вала;

5000

iобщ = ---- = 625

8

1.2 Произведем распределение общего передаточного отношения по ступеням.

Возьмем число ступеней передачи равное К = 4.

Из-за того что у проектируемого редуктора требуется минимальная погрешность передачи, то возьмем передаточное отношение четвертой передачи i4 = 8 , и примем i3 = i2 = 6 , тогда передаточное отношение первой ступени :

I1=iобщ/i2*i3*i4 (3.2)

i1 = 2,17

Выберем число зубьев первой шестерни из условия z1 =

18...28; В данном случае z1 выбираем равным 24, тогда число

зубьев первого зубчатого колеса определяем по формуле:

z2 = i1 • z1 (3.3)

где z2 - число зубьев зубчатого колеса;

i1 - передаточное отношение i-ой ступени;

z1 - число зубьев i-ой шестерни;

z2= 2,17 • 24 = 52

Число зубьев третьей шестерни выберем z3=z5=z7=20, тогда число зубьев четвертого колеса:

z4=z6 = i2 • z3 (3.4)

z4=z6 = 6 • 20 = 120

Тогда число зубьев восьмого колеса равно

z8= i4 • z7

z8 = 8 • 20 = 160

1.3 Определяем фактическое передаточное iф по формуле:

z2 z4 z6 z8

iф= ---•---•---•--- (3.5)

z1 z3 z5 z7

52 120 120 160

iф = --•---•---•--- = 624

24 20 20 20

1.4 Определим относительное передаточное отношение i по формуле:

iф - iобщ

i = --------- • 100% (3.6)

iобщ

где i - относительное передаточное отношение;

iф - фактическое передаточное отношение;

iобщ - общее передаточное отношение;

625 - 624

i = ------------- • 100% = 0.16% < 2.5%

625

Общее передаточное отношение распределенно верно, исходя из условия, что i < 2.5%

II.2 Расчет геометрических параметров

2.1 Примем, что m=0,5

2.2 Определяем делительный диаметр:

d = m • z (3.7)

d1 = 0,5 • 24 = 12 мм

d2 = 0,5 • 52 = 26 мм

d3 = 0,5 • 20 = 10 мм

d4 = 0,5 • 120 = 60 мм

d5 = 0,5 • 20 = 10 мм

d6 = 0,5 • 120 = 60 мм

d7 = 0,5 • 20 = 10 мм

d8 = 0,5 • 160 = 80 мм

2.3 Определяем диаметр вершин зубьев:

da = m • ( z + 2 ) (3.8)

da1 = 0,5 • ( 24 + 2 ) = 13 мм

da2 = 0,5 • ( 52 + 2 ) = 27 мм

da3 = 0,5 • ( 20 + 2 ) = 13 мм

da4 = 0,5 • ( 120 + 2 ) = 61 мм

da5 = 0,5 • ( 20 + 2 ) = 13 мм

da6 = 0,5 • ( 120 + 2 ) = 61 мм

da7 = 0,5 • ( 20 + 2 ) = 13 мм

da8 = 0,5 • ( 160 + 2 ) = 81 мм

2.5 Определяем диаметр впадин:

df = m • ( z - 2.5 ) (3.9)

df1 = 0,5 • ( 24 - 2.5 ) = 10.5 мм

df2 = 0,5 • ( 52 - 2.5 ) = 24.5 мм

df3 = 0,5 • ( 20 - 2.5 ) = 8.5 мм

df4 = 0,5 • ( 120 - 2.5 )= 58.5 мм

df5 = 0,5 • ( 20 - 2.5 ) = 8.5 мм

df6 = 0,5 • ( 120 - 2.5 )= 58.5 мм

df7 = 0,5 • ( 20 - 2.5 ) = 8.5 мм

df8 = 0,5 • ( 160 - 2.5 )= 78.5 мм

III. Обоснование выбора применяемых материалов

При выборе материалов деталей нам нужно учитывать многие факторы, такие как прочность, жесткость, массу конструкции, обрабатываемость, стоимость и дефицитность материала, влажность и температурные условия работы, агрессивность среды, вид производства, безопасность, эстетичность и другие.

Учитывая, что корпус редуктора должен быть прочным и находиться в нормальных условиях, он изготовлен из стали 40, ГОСТ4543-74;

Зубчатые колеса также должны иметь малую массу, быть износостойкими, прочными. Исходя из этого, зубчатые колеса изготовлены из легированной конструкционной стали 40X, ГОСТ4543-74;

Валы и валы-шестерни также изготовлены из стали 40Х, ГОСТ4543-74;

Штифты и стопорные кольца изготовлены, соответственно, из стали 45, ГОСТ1050-74 и стали 50ХФА, ГОСТ 14959-69;

Роль смазочных материалов при работе механизмов состоит в снижении потерь на трение, уменьшение изнашивания, а так же в предохранении поверхностей от коррозии. В качестве смазочного материала зубчатых колес, роликовых подшипников используется ЦИАТИМ 201, ГОСТ6267-74.

Литература

1. Элементы приборных устройств(Основной курс):Учебное пособие для студентов ВУЗов.В 2х частях. Под редакцией О.Ф.Тищенко.-М.:Высшая школа,1982.

2. Милосердин Ю.В., Семенов Б.Д., Кречко Ю.А."Расчет и конструирование механизмов приборов и установок":Учебное пособие для инженерно-физических и приборостроительных специальностей вузов.

3. Элементы приборных устройств (Курсовое проектирование):учебное пособие для студентов вузов.в 2х частях.Под редакцией О.Ф.Тищенко.-М.:Высшая школа,1982.

4. Атлас конструкций элементов приборных устройств.Под редакцией О.Ф.Тищенко.-М.:Высшая школа,1982.

5. Микроэлектродвигатели для систем автоматики(Технический справочник). Под редакцией Э.А.Лодочника,Ю.М.Юферева.1969г.