Расчёт исполнительного механизма, состоящего из двигателя и редуктора

Расчёт исполнительного механизма, состоящего из двигателя и редуктора

Содержание

Введение

. Задание на курсовое проектирование

.1 Анализ задания

. Выбор двигателя

.1 Расчет мощности на выходном валу

.2 Расчет мощности двигателя

.3 Расчет момента двигателя

.4 Выбор двигателя

. Кинематический расчет редуктора

.1 Расчет передаточного числа редуктора

.2 Определение передаточных чисел редуктора

.3 Определение числа зубьев

.4 Определение требуемой точности редуктора

.5 Расчет коэффициента полезного действия редуктора

. Расчет модуля и геометрических размеров

.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

.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

.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; - частота вращения выходного вала, об/мин.

Получаем:

 Вт

2.2 Расчет мощности двигателя

Мощность двигателя рассчитывается по формуле:

, (1.2)

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

Высчитывается по формуле:

Для N_вых= 0,3 Вт получаем:

Вт

.3 Расчет момента двигателя

Момент двигателя рассчитывается по формуле:

, (1.3)

где i - передаточное отношение редуктора;

η^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

.4 Выбор двигателя

Выберем двигатель согласно таблице 2, учитывая следующие соображения:

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

3. Кинематический расчёт редуктора

.1 Расчёт передаточного числа редуктора

Передаточное отношение редуктора рассчитаем по формуле (3.1)

.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

i₁₂£i₃₄£i₅₆ , (3.3)

где i₅₆ - наибольшее значение передаточного числа цилиндрической передачи, рекомендуется i₅₆£12,5.

Примем i₁₂ =5; i₃₄ = 9;i₅₆=12,5

По формуле (3.2)

.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

.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 g = Dn_вых/n_вых может быть получено корректировкой числа зубьев из условия

g = £[g] . (3.6)

Погрешность редуктора:

Требуемая точность выполняется.

.5 Расчет коэффициента полезного действия редуктора

Коэффициент полезного действия редуктора равно произведению КПД отдельных ступеней:

h^* = = h₁h₂h_3……h_k (3.4)

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

h^* = h_цил³h_подш⁴ = 0,98³× 0,99⁴ = 0,90

Таблица 4 - Кинематический расчет редуктора для варианта 1-04

Таблица 5 - Кинематический расчет редуктора для варианта 1-10

4. Расчет модуля и геометрических размеров

Примем значение модуля за 1 на всех кинематических парах.

.1 Геометрические параметры

механизм двигатель мощность редуктор

Значения геометрических параметров с формулами приведены в таблице 6.

Таблица 6 -Значения геометрических параметров

Межосевое расстояние    

+ внешнее зацепление

Коэффициент радиального зазора               =0,5 при m=<0.5

=0,35 при 0,5<m<1

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

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.