Министерство высшего образования РФ

___________________________________________________________

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н. Э. БАУМАНА

Факультет Специальное машиностроение

Кафедра Баллистика и аэродинамика

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

“Привод следящей системы”.

Студент: ____________________ (Савчук А.В.) Группа СМ3-62

Руководитель проекта: ____________________ (Коваленко А.П.)

Москва 2006 г.

Оглавление:

1. Введение.

2. Краткое описание конструкции.

Технические характеристики изделия.

Назначение и принцип действия.

3. Проектировочные расчеты.

3.1 Подбор двигателя по мощности.

3.2 Выбор двигателя по пусковому моменту.

3.3 Кинематический расчет привода.

3.4 Силовой расчет ЭМП.

3.5 Выбор степени точности колес зубчатых передач.

3.6 Расчет на прочность зубьев колес ЭМП.

3.6.1 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений.

3.6.2 Определение модулей колес.

3.6.3 Расчет по контактным напряжениям.

3.7 Геометрический расчет зубчатых колес.

3.8 Расчет валов и осей.

3.9 Расчет и подбор подшипников.

3.10 Расчет предохранительной фрикционной муфты.

3.11 Выбор посадок соединений.

4. Проверочные расчеты:

4.1 Проверка правильности выбора двигателя.

4.2 Поверочный расчет на прочность.

4.3 Поверочный расчет на прочность при кратковременных перегрузках.

4.4 Поверочный расчет ЭМП на быстродействие.

4.5 Расчет ЭМП на точность.

4.5.1 Определение вида сопряжения зубчатых колёс.

4.5.2 Определение кинематической погрешности.

4.5.3 Расчет мертвого хода.

5. Список использованной литературы и стандартов.

6. Спецификации сборочных единиц.

7. Черновые проработки чертежей.

1. Введение

Следящие системы широко применяются в устройствах РЭА, ОЭП, системах автоматики, управления ЛА, для вращения радиолокационных антенн, пеленгационных призм, зеркал, для автоматической настройки и т.п.

Специфика работы привода следящей системы заключается в постоянно изменяющемся сигнале, за которым следит система. Обычно требуется высокая скорость и точность отработки сигнала. Общим требованием также является минимизация габаритов и стоимости изделия с заданными ТТХ. В дополнение к перечисленным свойствам, можно отметить требование максимального быстродействия привода и произвольное положение выходного вала в пространстве, широкий температурный диапазон, диапазон давлений и влажности, в которых должен работать привод.

2. Краткое описание конструкции.

Вариант № 20.

Технические характеристики изделия:

Максимальный статический момент нагрузки 2.5 Н·М

Максимальное значение угловой скорости вращения выходного вала 0.5 рад/с

Максимальное значение угловое ускорения выходного вала 0.3 рад/с²

Момент инерции нагрузки на выходном валу Jн 0.24 кг·м²

Род тока постоянный

Напряжение тока 27 В

Срок службы привода Т, не менее 1800 час

Критерий расчета минимум массы

Предельный угол поворота выходного вала 280⁰

Взаимное расположение входного и выходного вала соосное

Условия работы привода:

Температура эксплуатации -60..+70 °С

Относительная влажность до 98% при -40°С

Атмосферное давление от 535 до 3040 ГПа

Рабочее положение выходного вала в пространстве произвольное

Назначение и принцип действия привода следящей системы.

Электромеханический привод следящей системы состоит из следующих частей:

-Редуктор, состоящий из пяти ступеней, выполненный по соосной схеме расположения валов Передаточное отношение равно 941. Конструктивное исполнение представлено на чертеже общего вида.

В конструкции редуктора применён двухплатный корпус, скрепленных тремя стойками. Корпус служит для установки и скрепления подвижных и неподвижных узлов механизма. Он защищает детали и узлы механизма от вредных внешних воздействий, создает удобство и безопасность эксплуатации, условия для точной и надежной работы механизмов. На верхней плате корпуса крепятся электродвигатель, разъем, потенциометр, микропереключатели. Конструкция имеет достаточную прочность и жесткость, она допускает возможность узловой сборки. Платы корпуса редуктора изготовлены из листового материал – Д16Т. В корпус ставятся подшипники качения. Также присутствует промежуточная плата, для крепления выходного вала согласно требованию соосности, крепящаяся к корпусу посредством 3-х стоек. Одновременная обработка отверстий в обеих платах позволяет получить высокую точность их взаимного расположения.

-Электродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов ДПР 42-Н1-03 крепится на верхней плате корпуса, при помощи 4-х винтов. Применение двигателя постоянного тока обусловлено тем, что они имеют значительно большую зону линейности, чем двигатели переменного тока, что позволяет упростить процесс расчёта и проектирования системы автоматического управления, частью которой является привод, а также повысить его диапазон работы в линейном режиме.

-Потенциометр СП3-10бМ, служит для измерения угла поворота выходного вала и подаче его значения в систему управления. Установлен на верхней плате корпуса.

-Разъём РС-19, обеспечивающий электрическую связь привода с источником питания и системой управления.

-Плата микропереключателей, которые отключают двигатель при предельном повороте выходного вала.

Фрикционная предохранительная муфта, входящая в состав редуктора предназначена для предохранения привода от перегрузок по выходному моменту. При перегрузках колесо на выходном валу проворачивается относительно полумуфт, что предохраняет двигатель от перегрева и выхода из строя.

Механический ограничитель, также входящий в состав редуктора служит для предотвращения поворота вала на предельные углы при поломке микропереключателей или при отказе электрической части управления (предельный угол поворота выходного вала 280⁰).

Принцип действия привода следящей системы основан на увеличении крутящего момента на выходном валу, относительно момента на валу двигателя, посредством преобразования его в редукторе за счёт уменьшения скорости вращения. Вращение от вала двигателя с помощью пятиступенчатого редуктора передается на выходной вал, на котором крепится объект управления. В качестве сигнала обратной связи для системы управления по выходному углу поворота привода используется сигнал с потенциометра, а так же сигналы с двух микропереключателей, которые отслеживают поворот выходного вала на предельные углы.