Содержание

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

2. Описание и обоснование разрабатываемой конструкции………………...…4

2.1. Технико-экономическое обоснование конструкции………………………….….....…4

2.2 Принцип действия изделия…………………………………………….…………......…4

3. Предварительный выбор двигателя привода разрабатываемой конструкции..6

4. Кинематический расчёт проектируемой конструкции………………………7

4.1. Определение общего передаточного отношения………………………………....……7

4.2. Определение числа ступеней……………………………………………………....……7

4.3. Определение чисел зубьев колёс редуктора и разбивка общего передаточного отношения………………………………………………………………………..……....……7

5. Силовой расчет ЭМП…………………………………………..………….……9

5.1. Проверочный расчет выбранного двигателя ………………………………......………9

5.2. Расчёт зубчатых колёс на изгибную прочность……………………………...….……10

5.3. Расчёт зубчатых колёс на контактную прочность……………………………....……12

6. Геометрический расчёт кинематики проектируемой конструкции…….…13

7. Расчет валов редуктора………………………………………………….….…15

7.1. Проектный расчет валов………………………….…….…….…………………...……15

7.2. Расчет вала на прочность………………………………………………………........…15

7.3. Расчет вала на жесткость………………………………………………………....…….19

8. Расчет опор редуктора……………………………………………………....…20

9. Точностной расчет разрабатываемой кинематики……………………..……22

9.1. Определение погрешности мертвого хода ……………………………………......…..22

9.2. Определение кинематической погрешности……………………….…………......…..23

10. Расчет предохранительной муфты…………………………..……………....25

10.1 Расчет пружины………………………………………………………………..….....…25

11. Выбор микропереключателя………………….…………………………..….27

12. Расчет штифтов и шпонок…………………………….…………………...…28

12.1. Расчет штифтов…………………………………………………………………..........28

12.2. Проверочный расчет шпонок……………………………………………….......…….28

13. Проверочные расчеты проектируемого привода………………...…………..30

13.1. Уточненный силовой расчет и проверка правильности выбора электродвигателя………………………………………………………………………....….30

14. Заключение…………………………………………………………………....33

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

1. Техническое задание

Тема проекта: привод следящей системы.

Техническое задание: по предлагаемой схема разработать конструкцию по техническим данным, приведенным ниже с учетом ЕСКД и действующих стандартов.

Основные данные приведены в табл. 1.

Таблица 1. Данные ТЗ.

Статический момент на выходном валу Мст, Н*мм	1000
Скорость вращения выходного вала ω, рад/с	4
Момент инерции нагрузки J, кг*м2	0,4
Ускорение вращения выходного вала ε, рад/с2	15
Погрешность редуктора Δφ, угл. мин.	15
Угол поворота выходного вала	70о
Тип корпуса	литой
Тип предохранительной муфты	фрикционная дисковая
Напряжение питания	27В постоянного тока
Характер производства	серийный

2. Описание и обоснование разрабатываемой конструкции

2.1. Технико-экономическое обоснование конструкции

Темой данной курсовой работы является разработка конструкции следящего механизма. Исходя из заданного ТЗ и схемы в качестве исполнительного устройства будем использовать регулируемый электромеханический привод (ЭМП), широко применяющийся для задания звеньям движения.

Такие приводы работают в повторно-кратковременных режимах со сравнительно быстрыми изменениями выходной скорости. Регулируемый ЭМП применяют в установках автоматического управления и регулирования в промышленности, энергетике, специальной технике (авиационной, ракетной, космической); автоматических измерительных приборах, основанных на компенсационном методе измерения; промышленных роботах и манипуляторах; следящих системах дистанционных передач, автоматических прицелах; радиолокационной технике для управления антеннами поиска и слежения за подвижными объектами и т. д. Основные требования к регулируемым ЭМП – это малые инерционность, погрешность; простота конструкции, стабильность характеристик, а также малые масса, габариты, стоимость, высокая надежность.

2.2. Принцип действия изделия

ОС

Д

Р

М

ВЗ

ДП

U_упр

Рисунок 1. Схема разрабатываемого механизма

Д – двигатель;

Р – редуктор;

М – муфта;

ВЗ – выходное звено;

ДП – датчик поворота;

ОС – обратная связь;

U_упр – управляющее напряжение.

В общем случае ЭМП состоит из трех основных звеньев: источника энергии (электродвигателя Д), передатчика энергии (редуктора Р – преобразующий момент М и угловую скорость в величины, заданные по ТЗ) и исполнительного устройства (ВЗ). Помимо этого в схеме имеются дополнительные элементы, необходимые для создания функции регулирования. Муфта М, которая служит для предохранения механизма от перегрузок (при эксплуатации нагрузка может носить случайный характер), что повысит надежность системы, а также для принудительного тормоза, что повысит быстродействие системы. Датчик поворота ДП служит для преобразования выходной механической величины (угла поворота) в электрический сигнал для контроля выходных параметров.

В качестве ДП в разрабатываемой конструкции будет применен потенциометр, соединенный для минимизации погрешности измерений с выходным валом редуктора с одной стороны и с выходным звеном с другой. Помимо этого в потенциометре будет реализована функция ограничителя угла поворота выходного вала. Звено Квых служит для преобразования электрического сигнала в форму, подходящую для системы управления, реализованную с помощью силовой электроники. Сигнал от системы управления будет подаваться к двигателю, корректируя характер движения его вала. Таким образом будет реализована система обратной связи, позволяющая управлять движением выходного звена.