мелкая записка (Устройство управления ОЭП)

Оглавлени

1.Устройство управления ОЭП 5

1.1 Схема и краткое описание. 5

1.2. Техническое задание на курсовой проект. 7

1.3. Назначение устройства. 7

2. Анализ ТЗ. 9

3.Проектный расчет ЭМП. 9

3.1. Расчёт отсчётного устройства 9

3.2. Выбор двигателя. 10

3.3. Кинематический расчёт. 11

3.4. Выбор потенциометра 12

3.5.Расчёт параметров ограничителя движения 12

3.6. Расчёт моментов и усилий в кинематических цепях 13

3.7. Проектный расчет зубчатых колес на прочность 14

3.8. Геометрический расчёт зубчатых колёс и передач.. 16

3.9. Выбор покрытий 17

3.10. Расчёт валов 17

3.11. Подбор подшипников 19

4. Проверочные расчеты спроектированного ЭМП. 21

4.1.Уточнение моментов. 21

4.2.Проверка правильности выбора двигателя. 22

4.3.Проверочный расчет опор на долговечность. 22

4.4.Проверочные расчеты зубчатых колес на прочность. 24

4.5.Проверочный расчёт на прочность при кратковременных перегрузках. 27

4.6.Проверочный расчет ЭМП на быстродействие. 27

4.7.Проверочный расчёт показателей точности ЭМП. 29

Список литературы 37

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Э. БАУМАНА

Факультет РЛ .

Кафедра РЛ 5 .

З А Д А Н И Е

на курсовой проект

по курсу «Проектирование ОЭП» .

С

(фамилия, инициалы)

^{( фамилия, инициалы ) ( индекс группы )}

Руководитель Кокорев Ю.А. .

^{( фамилия, инициалы )}

Срок выполнения проекта по графику : 20% к 3 нед., 40% к 6 нед., 60% к 9 нед., 80% к 12 нед., 100% к 15 нед.

Защита работы 15-16 нед. 2011 г.

1. Тема работы Устройство управления ОЭП . . . . .

1.1. Техническое задание Разработать конструкцию устройства управления ОЭП в соответствии с заданным вариантом .

1.1.1. Объем и содержание проекта ( графических работ 5 листов формата А1 ,расчетно-пояснительная записка на 35-50 листах формата А4).

Содержание расчетно-пояснительной записки: .

1.Оглавление. 2. Задание на курсовой проект( на бланке). 3. Назначение устройства. 4. Разработка технического предложения анализ ТЗ и кинематической схемы. Уточнение ТЗ. Выбор и обоснование элементной базы привода и отсчётного устройства. 5. Проектировочный расчёт ЭМП: выбор двигателя. Расчет кинематических цепей: двигатель – нагрузка, ДОС и ОУ. Определение типов, числа и параметров элементарных передач и ОУ. Расчет моментов и усилий в кинематических цепях. Расчет на прочность элементов ЭМП. Выбор материалов и допускаемых напряжений. Определение размеров элементов передач, выбор типа и материала корпуса. Проектировочный расчет валов. Выбор и обоснование выбора опор. Точность элементов конструкции. Посадки. Эскизная проработка конструкции с учетом требований надёжности, унификации и т.д. Разработка схемы деления УУ ОЭП на составные части. Выбор покрытий. Проверочные расчеты спроектированного привода. Проверка правильности выбора двигателя. Определение уточненных моментов и усилий. Проверочные расчеты валов и опор элементов передач на прочность. Определение времени разгона и выбега ЭМП. Расчет на точность кинематических цепей, размерной цепи ( по указанию преподавателя ). Выводы и заключение. Список литературы.

В графической части проекта выполнить: 1. Кинематическую схему привода – 0,5 л. формата А1; 2. Общий вид привода - 1 л. формата А1; 3. Сборочный чертеж привода – 0,5 л. формата А1; 4. Сборочные чертежи – (1..1,5) л. формата А1; 5. Габаритно-монтажный чертеж – 0,5 л. формата А1. 6. Чертежи деталей – (1..1,5) л. формата А1.

5. Исследовательская часть. Исследование влияния параметров точности выходной ступени ЭМП на параметры точности.

Руководитель проекта .

Дата выдачи .

Дополнительные указания по проектированию

Примечание. В записке необходимо приводить эскизы рассчитываемых элементов и узлов схемы силовых воздействий, эпюры изгибающих и крутящих моментов, а также эскизы компоновочной схемы механизма, варианты схемотехнического состава привода, эскизный чертеж общего вида, схему сборки и спецификации.

Привод выполнить в виде отдельного законченного блока. В конструкции предусмотреть посадочные конструктивные элементы для соединения с сопряженными деталями и узлами ПУ.

Электросоединение электрических элементов осуществить с помощью стандартных элементов.

Условия хранения – группа 2. .

Климатическое исполнение изделия – У. .

Место размещения изделия – 4.2. .

Питающая сеть : сеть постоянного тока – U = 12, 27, 29, 36 V .

сеть переменного тока – U = 36 V, f = 400 Гц .

В качестве датчиков обратной связи использовать потенциометры ППМЛ, ППМФ или ПТП. .

Для ограничения рабочего угла поворота ОЭ использовать микровыключатели МП12 или D301.

Расчетная записка оформляется вручную или с использованием редактора MS Word.

2. Анализ ТЗ.

Исходя из заданных параметров и назначения привода, рассмотренный вариант кинематической схемы аналога нас удовлетворят. Возьмем его в качестве прототипа.

Из выбранной кинематической схемы выводим следующее:

- Компоновочная схема имеет много валов, что окажет влияние при расчете требуемой мощности при подборе двигателя.

- Вид движения выходных звеньев вращательный.

- Характер выходных звеньев реверсивный.

- Входной и выходной валы расположены параллельно, что однозначно определяет использование цилиндрических передач.

Значит, есть много возможностей для улучшения прототипа.

3. Проектировочный расчёт ЭМП

3.1. Рассчитаем отсчётное устройство.

B=2 мм(цена деления шкалы)

Назначим число деления ШТО

N=[10, 20,50, 100]

Выбираем

Исходя из условия наблюдаемости

Из конструкторских соображений выбираем 35 мм.

Посчитаем длину деления шкалы.

3.2. Выбор двигателя.

Для установления типа электродвигателя необходимо проанализировать требования к ЭМП, указанные в задании, и составить перечень требований, предъявляемых к эксплуатационным и электромеханическим параметрам двигателя:

- К управляемости электродвигателя: регулируемый;

- К механической характеристике двигателя и нагрузочным характеристикам ЭМП (в задании), их поведение при работе ЭМП: не изменяются;

- К частоте вращения двигателя;

- К электрическим параметрам двигателя: ток (постоянный)

Т.к. привод относится к управляемым, то применяют исполнительные (управляемые) двигатели. Поскольку для следящих приводов наиболее характерны частые пуски, реверсы, остановки и изменения скорости, для ЭМП следует применять двигатели с «мягкой» характеристикой, с малым значением электромеханической постоянной и требуемым диапазоном регулирования. Наиболее часто применяются асинхронные двигатели и двигатели постоянного тока. Выберем двигатель постоянного тока, т.к. у него более высокий КПД, меньшие габариты и масса.

Рассмотрим двигатели типа ДПР. Это электродвигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов с полым бескаркасным якорем. Применяются в системах автоматики, радиоэлектроники, телемеханике в качестве исполнительных двигателей ЭМП. Двигатели ДПР – реверсивные, рассчитаны на продолжительный режим работы, могут работать в кратковременном и в повторно-кратковременном режимах. Предназначены для работы при температуре окружающей среды от -60°С до +70°С, относительной влажности до 98% при -40°С и атмосферном давлении от 335 до 3040 ГПа. Рабочее положение – произвольное. Эти двигатели оптимально соответствуют техническому заданию.

Для выбора конкретного двигателя найдем расчетную мощность двигателя.

Для этого примем КПД цепи двигатель – нагрузка .

Введём коэффициент запаса

3,75 7,5 Вт

Тогда выберем двигатель ДПР52-Ф1-03. Некоторые параметры этого двигателя:

U = 27 В

Р_н = 4,6 Вт

n_ном = 4500 об/мин

М_ном = 9,8 Н мм

М_п =54Н мм

Т = 2500 ч

Jp=17

3.3. Кинематический расчёт

;

i_1-2 = 3,5

i_3-4 = 3,5;

i_5-6 = 3,5

i_7-8 =3,75

i_9-10=4

Проверка: i=

Для шестерен z₁₌ z₃₌ z₅₌ z₇₌ z₉

Теперь назначим числа зубья на колёса, будем писать для ступеней

1 24-82

2 24-82

3 24-87

4 24-90

5 24-96

3.4. Выбор потенциометра

Исходя из необходимости поставить потенциометр как можно ближе кинематически к выходному валу, а угол поворота выходного вала равен 240^о, рассмотрим возможность применения потенциометра ППМЛ.

3.5. Расчёт параметров ограничителя движения

В качестве ограничителя движения рассмотрим возможность применения передачи винт-гайка. Возьмем передачу, в которой вращательное движение винта преобразуется в осевое движение гайки (винт в осевом направлении не подвижен).

Будем размещать ограничитель движения в плоскости, перпендикулярной оси вращения соответствующего вала.

Тогда для передачи движения используем коническую передачу с передаточным отношением, равным единице.

При повороте винта на угол гайка поступательно переместиться на величину , где t – ход, , где z – число заходов, p – шаг.

Возьмем z =1,25, p = 0,6, тогда =0,75 мм.

Ходовая гайка имеет толщину В = 4 мм.

Предельное перемещение кнопки микровыключателя ∆= 0,5мм.

Длина перемещения ходовой гайки L = l+B+2∆ = 45+4+1 = 50мм.

Произведем геометрический расчет конического колеса.

Так как угол между осями колес 90⁰ , то углы делительных конусов

Возьмем числа зубьев , внешний окружной делительный модуль m_te = 0,7 мм., тогда:

Внешние делительные диаметры =14,7 мм.

Диаметр вершин мм

Ширину зуба рекомендуется выбирать в пределах (5…10) возьмем мм

Высота зуба мм

Внешнее конусное расстояние мм

Внешняя высота головки зуба мм