Расчет преобразователя следящего привода

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Сибирский Государственный Технологический Университет

Факультет автоматизации и информационных технологий

Кафедра прикладной механики

Расчет преобразователя следящего привода

Пояснительная записка

(ПМ.000000.009.ПЗ)

Руководитель:

_____________Пантилеев А.С.

         ^{(подпись)}

_____________________________

           ^{(оценка, дата)}

Выполнил:

Студент группы 23-1

_____________Миронов К.А.

         ^{(подпись)}

_____________________________

                    ^(дата)

Красноярск 2005

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Сибирский Государственный Технологический Университет

Факультет автоматизации и информационных технологий

ЗАДАНИЕ

к расчетно-графической работе

Тема: «Расчет преобразователя следящего привода»

Студент: Миронов К.А. гр. 23-1

Дата выдачи:                       2005 г.

Срок выполнения:              2005 г.

Руководитель: Пантилеев А.С.

Задание

1. Составить структурную схему механической системы и определить для

    нее общую передаточную функцию.

2. Выполнить кинематические расчеты механического привода.

3. Рассчитать наиболее нагруженную зубчатую передачу с помощью

    вычислительной техники.

4. Выполнить прочностной расчет выходного валика.

5. Начертить пространственную кинематическую схему системы.

Исходные данные:

- период одного цикла – 0,8 с;

- число фиксированных положений – 4;

- момент на валу кулачков – 600Н·мм;

- число кулачков – 4;

- исполнение механизма – закр.;

- редуктор двигателя – волн. ВЖ.

Кулачковый механизм:

- вид механизма – 2;

- наибольший ход выходного звена – 10 мм., град.;

- угол удаления – 100 град.;

- угол возвращения – 100 град.;

- угол дальнего выстоя – 40 град.;

- эксцентриситет - 5 мм;

- угол удаления – 30 град.;

- закон ускорения – 2.

Руководитель:

______________________________

       ^{(подпись)}

Задание принял к исполнению:

______________________________

       ^{(подпись)}

Содержание

Введение………… ……………………..…………………………………………5

1 Составление структурной схемы и передаточной функции ……………...…6

2 Кинематический расчет механического привода………..……………………7

3 Прочностной расчет передач зацепления…………………………………..10

4 Расчет прочностных валов ……………………………………………………12

4.1 Составление расчетной схемы вала ………………………………………..12

4.2 Определение нагрузок, действующих в расчетной схеме ………………..13

Заключениие ……….…………………………………………………...……….16

Список использованных источников ………………………………..…………17

Введение

В современном машиностроении, приборостроении и системах автоматизации постепенно стирается грань между отдельными видами приборов: механическими, электрическими, оптическими и др. Уже сейчас нельзя говорить только о технических, или только об электрических приборах: прибор должен решать комплексную задачу, и принцип его действия нередко основан одновременно на
нескольких законах физики.

Поскольку существенной частью многих автоматических систем и приборов являются механические системы, то при их разработке большое значение имеют знания в области расчета и конструирования узлов и деталей таких систем.

1 Структурная схема механической системы

Структурную схему составляем по схеме представленной на рисунке 1.

 

  Рисунок 1 –  Механизм переключателя программ автоматической системы

Структурная схема  системы представлена на рисунке 2.

 

  Рисунок 2 –  Структурная схема механической системы

2 Кинематический расчет механического привода

Выходная мощность  Р_вых , Вт, рассчитывается по формуле

                                        Р_вых=Т_вых∙W_вых,                                                                                                              (1)

где  Т_вых – крутящий момент на выходном валу, Н∙м;

        W_вых – скорость вращения выходного вала, об/мин.

                                        W_вых=(π*n)/30                                                                                                                (2)

где  n – обороты выходного вала, об/мин.

,

где –  период одного цикла, с.

      – число положений.

По формуле 1 и 2:

Вт

Полезная мощность Р_пол, Вт, рассчитывается по формуле

                                Р_пол=Р_вых+Р_{контроль} ,                                                                                                        (3)

где  Р_вых – выходная мощность, Вт;

       Р_{контроль} – мощность контрольной системы, Вт.

Мощность контрольной системы, Вт, рассчитывается по формуле

                               Р_{контроль}= (0,01÷0,05)Р_вых,                             (4)

Р_{контроль}= 0,04∙1,178=0,04712 Вт.

                            Р_пол=1,178 + 0,0471 =1,225 Вт.

Номинальная мощность рассчитывается по формуле

                                      ,                                                                                                              (5)

где Р_пол – полезная мощность, Вт;

       η_общ – общий КПД привода.

Общий КПД привода рассчитывается по формуле

                               ,                                                                                                   (6)

где   – КПД зубчатых передач;

         – КПД опор;      

        – КПД мальтийского механизма;

        – КПД редуктора;

       n – количество зубчатых передач.

                                  η_общ=    

                            Вт.

Мощность двигателя, Вт, рассчитывается по формуле

                                      Р_дв=(2÷3)Р_ном,                                                                      (7)

                                      Р_дв=(2÷3)2,3=(4,6÷6,9) Вт.

Выбираем двигатель типа АДП-507Б .

Номинальная мощность двигателя  7 Вт.

Номинальные обороты двигателя 1000 об/мин.

Общее передаточное отношение находится по формуле

                               ,                                                                          (8)

где n_дв – номинальные обороты двигателя, об/мин;

       n_вых – скорость вращения выходного вала, об/мин.

.

Общее передаточное состоит из передаточных отношений отдельных звеньев.

                       ,                                                                                           (9)

где  i_2-3 - передаточное отношение зубчатой передачи 2-3;

        i_4-5 - передаточное отношение зубчатой передачи 4-5;

        i_6-7.  - передаточное отношение зубчатой передачи 6-7;

        i_ред.  - передаточное отношение редуктора.

Передаточное отношение редуктора i_ред принимаем равным 30.

Из формулы 9:

По номограмме определяем

i_ЗП2-3=1,3

i_ЗП4-5 = 1,3

  Таблица 1 –  Результаты кинематического расчета

Параметры	1	2	3	4
n, об/мин	33,34	25,643	19,725	18,75
Т, Н∙м	84,37	109,68	142,58	150

3 Прочностной расчет передач зацепления 

Задача расчета: проектируем  зубчатую цилиндрическую передачу с помощью ЭВМ и производим геометрический расчёт остальных зубчатых передач.

Исходные данные:

Крутящий момент на колесе Т₂,Н×м:                      0,15

Обороты выходного вала n₂,об/мин:                    18,75

Передаточное числоU:                                             1,05

Общее время работы передачи Lh,ч:              20000.00

Передача реверсивная