Расчёт исполнительного механизма, состоящего из двигателя и редуктора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Задание на курсовое проектирование

1.1 Анализ задания

2. Выбор двигателя

2.1 Расчет мощности на выходном валу

2.2 Расчет мощности двигателя

2.3 Расчет момента двигателя

2.4 Выбор двигателя

3. Кинематический расчет редуктора

3.1 Расчет передаточного числа редуктора

3.2 Определение передаточных чисел редуктора

3.3 Определение числа зубьев

3.4 Определение требуемой точности редуктора

3.5 Расчет коэффициента полезного действия редуктора

4. Расчет модуля и геометрических размеров

4.1 Геометрические параметры

Заключение

Список литературы



Введение

В процессе выполнения курсовой работы я поставил цели: научится делать расчеты для механизма, работать в команде и в малом конструкторском коллективе, закрепить знания по использованию текстовых редакторов и оформление документов по ЕСКД.



1. Задание на курсовое проектирование

Заданием на курсовое проектирование является спроектировать исполнительный механизм, состоящий из двигателя и редуктора с одним выходным валом.

Исходные данные для курсового проектирования представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные

Параметр	Варианты
	1-04	1-10
Частота вращения, nвых., об/мин	8	20	20
Момент, Mвых., H ?см	40	25	40
Точность передачи, [Дц], угл. Мин	30	30	30
Допускаемый мертвый ход [Дцмх], угл. мин	25	25	25
Гарантийная стендовая наработка Тр,103 час	1,5	2	2
Условия эксплуатации, группа	ГОСТ 11478	ГОСТ16019	ГОСТ16019 группа В3
	IV	3
Тип корпуса:	4	2	2

1.1 Анализ задания

Тип корпуса 2 - на двух платах (часового типа).

Допускаемое отклонение скорости вращения выходного вала:

ГОСТ16019 группа В3.

Настоящий стандарт распространяется на аппаратуру сухопутной подвижной радиосвязи производственного и бытового назначения и устанавливает требования по стойкости к воздействию механических и климатических факторов и методы испытаний.

Аппаратура возимая, устанавливаемая во внутренних помещениях речных судов.

Модули выбираются по ГОСТу 9563-60.

Вариант кинематической схемы предоставлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Кинематическая схема механизма



2. Выбор двигателя

2.1 Расчёт мощности на выходном валу

Мощность на выходном валу рассчитывается по формуле:

,(1.1)

где: N_вых - мощность на выходном валу, Вт;

M - момент на выходном валу, H?см;

n - частота вращения выходного вала, об/мин.

Получаем:

Вт

2.2 Расчет мощности двигателя

Мощность двигателя рассчитывается по формуле:

, (1.2)

где ^t - температурный КПД механизма, для редуктора с цилиндрической передачей.

Высчитывается по формуле:

Для N_вых= 0,3 Вт получаем:

Вт

2.3 Расчет момента двигателя

Момент двигателя рассчитывается по формуле:

, (1.3)

где i - передаточное отношение редуктора;

з^t -температурный коэффициент полезного действия.

Передаточное число U рассчитаем как:

(1.4)

Частоту вращения двигателя для уменьшения числа ступеней редуктора желательно иметь невысокой, ориентировочно n_дв (100…1000)n_вых = (2000…20000)

Момент двигателя равен:

H?см (1.5)



Аналогично рассчитываем для варианта номер 10 и заносим результаты обоих вариантов в таблицу 2

Таблица 2 - Результаты расчёта

Вариант	1-04	1-10
,Вт	0,33	0,205
	0,64	0,64
,Вт	0,52	0,32
	562,5	225
, H?см	0,11	0,13

2.4 Выбор двигателя

Выберем двигатель согласно таблице 2, учитывая следующие соображения:

· Мощность двигателя по каталогу N_дв , M_дв должны быть больше расчётных значений:

N_дв>0,52 Вт

M_дв>0,13 Н?см

· Температурная среда должна соответствовать требуемой.

· Габаритные размеры желательно иметь не большими.

· Срок службы и условия эксплуатации должны удовлетворять требованиям.

Тип двигателя: ДПМ20-Н2-13

Чертеж и параметры выбранного двигателя приведены в таблице 2 и на рисунке 2.



Рисунок 2 - Двигатель

Таблица 3 - Технические данные двигателя

Номинальные данные	Пусковые данные	, %	T, ч
U, В	P, Вт	n	M, мНм	I, А	M, мНм	I, А
12	0,3	4500	1,47	0,28	3,92	0,8	21	250



3. Кинематический расчёт редуктора

3.1 Расчёт передаточного числа редуктора

Передаточное отношение редуктора рассчитаем по формуле (3.1)

(3.1)

3.2 Определение передаточных чисел ступеней редуктора

Передаточное число редуктора представим в виде:

i^* = i₁₂i₃₄i₅₆ , (3.2)

где i₁₂ - передаточное число первой ступени цилиндрического редуктора;

i₃₄ - передаточное числовторой ступени цилиндрического редуктора;

i₅₆ - передаточное число цилиндрической передачи на выходной ступени.

i_nmвыбирают так, чтобы выполнялось условие

i₁₂i₃₄i₅₆ , (3.3)

где i₅₆ - наибольшее значение передаточного числа цилиндрической передачи, рекомендуется i₅₆12,5.

Примем i₁₂ =5; i₃₄ = 9;i₅₆=12,5

По формуле (3.2)

3.3 Определение чисел зубьев

Число зубьев цилиндрических колес рассчитаем из условия соотношения цилиндрических передач, при выполнении которого обеспечивается постоянство межцентровых расстояний всех цилиндрических передач.

Примем:

Z₁ = 17

Z₂ = 85

Z₃ = 17

Z₄ = 153

Z₅ = 18

Z₆ = 225

3.4 Определение требуемой точности редуктора

Погрешность скорости вращения выходного вала редуктора возникает в результате приближенной реализации передаточных отношений ступеней при округлении чисел зубьев колес. Требуемое значение относительной погрешности = n_вых/n_вых может быть получено корректировкой числа зубьев из условия

= . (3.6)



Погрешность редуктора:

Требуемая точность выполняется.

3.5 Расчет коэффициента полезного действия редуктора

Коэффициент полезного действия редуктора равно произведению КПД отдельных ступеней:

^* = = _123……k (3.4)

Для цилиндрической передачи = 0,97 ... 0,98, для пары подшипников = 0,99.

^* = _цил³_подш⁴ = 0,98³ 0,99⁴ = 0,90

Таблица 4 - Кинематический расчет редуктора для варианта 1-04

U	562,5
Up
Передаточные числа	U1	U2	U3
	5	9	12,5
Число зубьев	Z1 ; Z2	Z3 ; Z4	Z5 ; Z6
	17; 85	17; 153	18; 225
*	0,90
	0



Таблица 5 - Кинематический расчет редуктора для варианта 1-10

U	225
Up
Передаточные числа	U1	U2	U3
	5	5	9
Число зубьев	Z1 ; Z2	Z3 ; Z4	Z5 ; Z6
	17; 85	17; 85	17; 153
*	0,90
	0



4. Расчет модуля и геометрических размеров

Примем значение модуля за 1 на всех кинематических парах.

4.1 Геометрические параметры

механизм двигатель мощность редуктор

Значения геометрических параметров с формулами приведены в таблице 6.

Таблица 6 -Значения геометрических параметров

Наименование параметра	Обозначение	Расчётные данные
		Формулы	Значения
Межосевое расстояние		+ внешнее зацепление - внутреннее зацепление
Модуль
Шаг
Диаметр вершин зубьев
Диаметр впадин
Толщина зуба
Ширина венца ЗК
Коэффициент ширины венца ЗК
Коэффициент радиального зазора		=0,5 при m=<0.5 =0,35 при 0,5<m<1 =0,25 при m=>1
Радиальный зазор
Высота головки зуба
Высота ножки зуба
Высота зуба
Угол зацепления		Для эвольвентного профиля
Делительный диаметр
Основной диаметр

Примеры расчетов представлены ниже.

Находим шаг по формуле:

Межосевое расстояние находим по формуле:

Толщину зуба узнаём из формулы:



Геометрические расчёты варианта обоих вариантов представлены в Таблице 7

Таблица 7 - Геометрические параметры для двух вариантов

Наименование параметра	Вариант
	1-04	1-10	1-0410
Межосевое расстояние
Модуль
Шаг
Диаметр вершин зубьев
Диаметр впадин
Толщина зуба
Ширина венца ЗК
Коэффициент ширины венца ЗК
Коэффициент радиального зазора
Радиальный зазор
Высота головки зуба
Угол зацепления
Высота ножки зуба
Делительный диаметр
Основной диаметр

Для унификации механизма взято максимальное межосевое расстояние для всех пар зубчатых колёс.



Заключение

В ходе курсового проектирования был рассчитан исполнительный механизм, состоящий из двигателя и редуктора. При проектировании ставилось задачей выполнить устройство как наиболее компактным и тем не менее легким в сборке с учетом мелкосерийного производства.

Оформление курсового проекта производилось в соответствии с нормами ЕСКД. Все заданные параметры соблюдены в соответствии с заданием на курсовой проект.



Список литературы

1. Методические рекомендации «Курсовое проектирование механизмов РЭС»:НовГУ каф. ПТР - Великий Новгород, 2003.

Размещено на Allbest.ru