Содержание

Техническое задание………………………………………………………………….………. 3

Описание разрабатываемой конструкции……………………………………… 4

Предварительный выбор двигателя привода разрабатываемой конструкции… 5

Кинематический расчёт проектируемой конструкции……………………………….. 6

Определение общего передаточного отношения……………………………………………..….. 6

Определение числа ступеней…………………………………………………..…………..….…... 6

Силовой расчёт ЭМП………………………………………………………………..………… 8

Проверочный расчёт выбранного двигателя …………………………………..……………….... 8

Расчёт модуля зацепления зубчатых передач…………………………………………………. 8

Геометрический расчёт кинематики проектируемой конструкции….……………12

Уточненный расчёт двигателя…………………………………………………..…… ……..15

Расчёт зубчатых колёс на контактную прочность……………………………………………….15

Расчёт валов редуктора……………………………………………………………….………18

Проектный расчёт валов…………………………………………………………………………..18

Расчёт вала на прочность………………………………………………………….………………18

Расчёт вала на жесткость………………………………………………………………………….21

Расчёт подшипников…………….…………………….………………………….….….22

Точностной расчёт разрабатываемой кинематики…………………………………....23

Расчет предохранительной муфты……..………………………………….………………28

Расчет люфтовыбирающего колеса……..………………………………….……………32

Список литературы…………..……..………………………………….………………….…34

Введение

Темой данной курсовой работы является разработка конструкции исполнительного привода с использованием закрытого пылезащитного корпуса и предохранительной муфты на предпоследним валу. Разрабатываемый привод должен удовлетворять следующим техническим параметрам: (вариант1.4)

Момент на выходном валу Мс ,Нмм	1300
Скорость вращения выходного вала ω, с-1	2,1
Момент инерции нагрузки J, кг*м2	0,11
Ускорение вращения выходного вала ε, с-2	15
Погрешность редуктора Δφ0, угл. мин.	30
Критерий проектирования	Мин.массы
Тип корпуса	Литой
Тип предохранительной муфты	Шариковая
Тип двигателя	ДПР или ДПР-Р11-Д00
Условия эксплуатации	УХЛ4.1
Степень защиты	IP44
Срок службы	Ограниченный срок службы двигателя
Характер производства	Серийный
Вид крепления к основному изделию
Вывод выходного элемента(вала,колеса,шкива и др.)	С противоположной стороны от входного вала
Вид выходного конца вала(элемента)	шлицы

Исполнительные приводы применяются в радионавигации, связи, радиоастрономии, в комплексах управления летательными аппаратами, в аппаратах аэрофотосъемки, для приведения в движение рабочих органов различных приборных устройств.

Описание и обоснование выбранной конструкции

Согласно анализу условий технического задания разрабатываемая конструкция представляется в виде структурной схемы, представленной на рисунке 1.

Конструкция исполнительного привода состоит из следующих элементов:

двигатель (А);

выходной вал двигателя (Б);

редуктор (В₁, ..., В_n-1, В_n);

предохра­ни­тель­ная муфта на валу (Д);

выходной вал редуктора/вал нагрузки (Г).

Вращающий момент от двигателя (А) поступает вал двигателя (Б). Вал двигателя передает момент на ступени редуктора В₁, В₂, ..., В_n-1, В_n. С последней ступени движение передается на выходной вал редуктора Г. Согласно условиям ТЗ в конструкции исполнительного привода на предпоследней ступени редуктора присутствует предохранительная шариковая муфта, рассчитанная на передачу момента, не более, чем M_max.

Исполнительные маломощные приводы применяются в комплексах управления летательными аппаратами, для приведения в движение рабочих органов приборных устройств, в механизмах медицинской техники и др. Исполнительный привод чаще всего состоит(рис а.)

Рис.а.

из электродвигателя 1 и редуктора Z₁-Z_n (Z₈ в примере). Для предохранения двигателя и редуктора от перегрузок и разрушения в редукторе устанавливается предохранительная муфта М.

Предварительный выбор двигателя привода разрабатываемой конструкции

Предварительный выбор двигателя определяем из соотношения ([1] стр.6):

(1), где

N – расчетная мощность двигателя [Вт];

M_н – момент нагрузки привода, согласно ТЗ M_н=0.55 Н·м;

ω_вых – угловая скорость на выходном валу привода, согласно условиям ТЗ ω_вых=3.5 рад/с

η_р – КПД редуктора. По рекомендации [1] выбираем, η_р = 85%;

ξ – коэффициент запаса двигателя, выбирается согласно указанному в ТЗ режиму работы и рекомендациям [1], ξ=1.05...1.1.

Подставляя значения в формулу (1) получаем расчетное значение мощности двигателя:

Вт

Согласно рекомендациям ТЗ выбираем двигатель из серии ДПР. Учитывая мощность, срок службы, разброс температур, характер работы, из табл.П1.18 [1] выбираем двигатель ДПР-52-Н1-07А с техническими характеристиками:

U = 27 В,

P = 4.6 Вт,

n_ном = 4500 об/мин

М_ном = 9.8·10^-3 Н·м,

М_пуск = 54·10^-3 Н·м,

J_р = 1.7·10^-6 кг·м²,

Т = 1500 часов,

M = 0.25 кг

Кинематический расчет проектируемой конструкции Определение общего передаточного отношения

По известным значениям скоростей на входе n_ном и n_вых определяем общее передаточное отношение редуктора по формуле:

(2)

Подставляя полученное в предыдущем пункте значения n_ном и n_вых=30ω_вых/π= об/мин получаем:

Определение числа ступеней

По ТЗ критерием проектирования является критерий минимимзации массы. Рассчитаем число ступеней редуктора по формуле:

(3), где

k - расчетное число ступеней ЭМП;

i₀ - общее передаточное отношение, i₀=224.

Подставляя значения в (3) получаем:

_{k=3*lg224,3=6,98}

Округляя до большего целого, получаем, что количество ступеней редуктора k=4.

Определение числа ступеней

Назначим число зубьев для всех шестерён z₁ = z₃ = z₅ = z₇₌ z₉ =z₁₁ =24, z₁₃=21

Согласно формуле выберем число зубьев колёс и представим результат в таблице 3:

Таблица 1   

Номер ступени	Передаточное отношение	Назначенные числа зубьев
		Шестерня	Колесо
1	2,118	17	36
2	2,118	17	36
3	2,118	17	36
4	2,118	17	36
5	2,118	17	36
6	2,118	17	36
7	2,47	21	52

Поскольку при выполнении расчета происходит коррекция числа зубьев до стандартной величины, то фактическое передаточное отношение будет отличаться от i₀.

Определим абсолютную погрешность передаточного отношения:

_абс=i_факт-i₀

где i_факт – фактическое передаточное отношение, которое может быть рассчитано как произведение передаточных отношений всех ступеней редуктора,

i_факт= i₁ i₂ i₃ i₄ i₅ i₆ i₇=2.1182.1182.1182.1182.1182.1182.47=222.8

Погрешность:

_абс=i_факт-i₀< 2 % => числа зубьев подобраны правильно