Домашнее задание №2

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 2

по учебной дисциплинам

«ПНТО» и «ПОЭТ»

Вариант № 16

Задание:

Мотор-редуктор, который должен (полностью или частично) заменить в установке выращивания монокристалла кинематическую цепь вращения затравки, состоит из планетарной передачи (см. схему) и регулируемого электродвигателя. Электродвигатель обеспечивает постоянство крутящего момента в диапазоне скоростей: nэ.д. = 11..143 об/мин. Рассчитайте требуемое передаточное отношение и подберите зубчатые колёса передачи, если вращение затравки должно изменяться в пределах n = 1,8..15,5 об/мин. Приведите кинематическую схему модернизированной установки

Рейтинговая оценка

Оценка за сданный отчёт 20

Бонус за оформление +1

ИТОГО 20+1 = 21 балл

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ рейтинговая оценка

(будет проставлена после исправления ошибок в срок до 23-10-14)

Оценка за сданный отчёт 20

Бонус за досрочную сдачу +3

Бонус за отличное Введение +1

Бонус за отличное Заключение +1

Нарушение ГОСТа (минус) - 2

Ошибка в схеме (минус) - 2

ИТОГО 20+3+1+1-2-2 = 21 балл

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ рейтинговая оценка

(будет проставлена после исправления ошибок в срок до 23-10-14)

Оценка за сданный отчёт 20

Бонус за досрочную сдачу +3

Бонус за отличное Введение +1

Бонус за отличное Заключение +1

Нарушение ГОСТа (минус) - 2

Ошибка в схеме (минус) - 2

ИТОГО 20+3+1+1-2-2 = 21 балл

Рейтинговая оценка

Оценка за сданное ДЗ 20 баллов

Бонус за досрочную сдачу из-за множества ошибок аннулирован

Исправленные ошибки (уменьшены в 2 раза) минус -8

ИТОГО: 20 – 8 = 12 баллов

Рейтинговая оценка

Оценка за сданный отчёт 20

Бонус за оформление +1

ИТОГО 20+1 = 21 балл

Студент гр. МТ11-72 Загребельный Д.В.

Реферат

Расчетно-пояснительная записка: 10 с., 4 рис., 3 источника.

УСТАНОВКА ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛА, КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ЦЕПИ, ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ПЛАНЕТАРНОЙ ПЕРЕДАЧИ, РАСЧЁТ ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ

Объектом расчёта является кинематическая цепь вращения затравки, входящая в состав установки выращивания монокристалла.

Цель работы – модернизация кинематической цепи вращения затравки путём полной (или частичной – выбрать нужное) замены входящих в неё передач и подбор зубчатых колёс планетарного редуктора.

В процессе выполнения задания проводился расчёт передаточного отношения кинематической цепи стандартной и модернизированной установки.

Подобраны зубчатые колёса планетарной передачи, входящей в состав мотор-редуктора, предложена принципиальная схема модернизированной кинематической цепи.

Расчётно- пояснительная записка выполнена по ГОСТ 7.32-2001.

Рейтинговая оценка

Оценка за сданный отчёт 20

Бонус за оформление +1

ИТОГО 20+1 = 21 балл

Содержание

Введение (назначение установки выращивания монокристалла)…………………………4

1 Формулировка задачи ……………….…………………………………….…..5

1.1 Схема стандартной установки выращивания монокристалла……………5

1.2 Описание исследуемой кинематической цепи …………………………….. 6

1.3 Расчёт звена настройки стандартной кинематической цепи ……………...6

2. Модернизация установки …………………………………………………..7

2.1 Расчёт передаточного отношения u планетарной передачи ………….…..7

2.2 Принципиальная схема модернизированной установки ………….…….…8

Заключение ……………………………………………………………….……………….….9

Список использованных источников информации ………………………………………..10

Введение

Выращивание монокристаллов проводится с помощью метода Чохральского.

Метод Чохральского — метод выращивания кристаллов путём вытягивания их вверх от свободной поверхности большого объёма расплава с инициацией начала кристаллизации путём приведения затравочного кристалла (или нескольких кристаллов) заданной структуры и кристаллографической ориентации в контакт со свободной поверхностью расплава. Может использоваться для выращивания кристаллов элементов и химических соединений, устойчивых при температурах плавления-кристаллизации. Метод наиболее известен применительно к выращиванию монокристаллического кремния.

Установка выращивания монокристаллов состоит из отдельных кинематических цепей:

Цепь вращения затравки (электродвигатель, червячная передача, двухупарная гитара, цилиндрическая передача, ременная передача и ещё одна цилиндрическая передача)- вращение затравки в зоне кристаллизации;

Цепь вращения ванны (тигеля) ( электродвигатель, червячная передача, двухпарная гитара, цилиндрическая передача);
Цепь вертикального перемещения затравки. (электродвигатель, червячная передача, двухпарная гитара, червячная передача, винтовая передача).

Формулировка задачи

1. Схема стандартной установки выращивания монокристалла.

Нарушение ГОСТа

(Рис.1)

1. Описание исследуемой кинематической цепи.

(Рис. 2)

1. Электродвигатель

2. Червячная передача

3.Двупарная гитара

4.Цилиндрическая передача 1

5.Ременная передача

6.Цилиндрическая передача 2

1. Расчёт звена настройки стандартной кинематической цепи.

А. Уравнение баланса цепи, описывающее движение цепи, дающее вращательное движение затравки:

Т.к. у нас двупарная гитара:

При минимальной скорости вращения затравки

Приближенная настройка гитары:

Условие сборки:

Условие сборки выполняется.

При максимальной скорости вращения затравки

(соответствует стандартному набору сменных колёс гитар)

Условие сборки:

Условие сборки выполняется.

1. Модернизация установки

   1. Расчёт передаточного отношения u планетарной передачи

(1)

(Рис.3)

Передаточное число червячной передачи:

u_ч=1/29

Скорость вращения звена 1 планетарного редуктора:

Рассчитаем передаточное отношение механизма при минимальной скорости вращения затравки и двигателя, и максимальной скорости вращения затравки и двигателя.

Примем среднее значение передаточного отношения механизма U_H1=0,25

Из уравнения (1):

3Z₁=Z₃

Из условия соостности:

R₃=2R₂+R₁

Т.к. в планетарном зацепление модуль одинаковый:

Z₃=2Z₂+Z₁

Z₂=(Z₃-Z₁)/2;

Примем Z₁=30 тогда Z₃=90 Z₂=30;

1.Условие заклинивания передачи и подрезание зубьев Z_min>17(для внешнего зацепления)

Z_min>85(для внутреннего) – выполняется.

2.Условие сборки:

где Z₁=30 =4 k=3(число сателлитов) P и Ц- целые числа

выполняется при любых P.[2]

Найдем интервал вращения электродвигателя при U_H1=0,25:

Интервал вращения электродвигателя:1 .. об/мин

Итак, интервал вращения двигателя n_э.д.=13,05..112,375об/мин. Этот интервал обеспечивает скорость вращения затравки в диапазоне: n = 1,8..15,5 об/мин.

2.2 Принципиальная схема модернизированной установки

(Рис.4)

Заключение

В данной работе описана установки выращивания монокристаллов по методу Чохральского. Проанализирована заданная кинематическая цепь вращения затравки, рассчитаны колеса для гитар для заданного числа оборотов ванны. Была проведена модернизация кинематической цепи путём частичной замены входящих в неё передач: двигателя, гитары, цилиндрической передачи. Подобраны зубчатые колёса планетарного редуктора, представлена схема модернизированной установки.

Список использованных источников информации

1. Лекции и семинары по учебным дисциплинам «ПНТО» и «ПОЭТ» Каменихин А.Т.

2. Онлайн методическое пособие кафедры ТММ МГТУ им. Баумана (http://tmm-umk.bmstu.ru/main/menu/variant/metods/html/mtimofeeva1.htm)

3. Информационный портал «Википедия» ru.wikipedia.org

15