Факультет РЛ

Кафедра РЛ-5

Расчетно-пояснительная записка

к курсовой работе на тему:

«Устройство управления РЭА»

Студент Демидов П.С. (__________________) Группа РЛ6-41

Руководитель курсовой работы ______________________ (Кокорев Ю.А.)

2011 г.

Оглавление

Задание на курсовую работу - 3 -

1. Назначение устройства - 5 -

2. Разработка технического предложения - 5 -

3. Проектировочный расчет ЭМП - 7 -

3.1. Выбор электродвигателя ЭМП - 7 -

3.2. Расчет параметров ОУ - 8 -

3.3. Расчет кинематических цепей - 9 -

3.4. Расчет усилий и моментов в кинематических цепях - 10 -

3.5. Проектный расчет зубчатых колес на прочность - 10 -

3.6. Расчет и подбор стандартных модулей зацепления. Определение

геометрических параметров зубчатых колес и передач - 11 -

3.7. Проектировочный расчет валов - 13 -

3.8. Выбор и обоснование выбора опор - 13 -

3.9. Расчет точности элементов конструкции - 13 -

4. Проверочные расчеты спроектированного привода - 15 -

4.1. Проверка правильности выбора двигателя. Уточненный расчет моментов, действующих на валы механической передачи………………………………………. - 15 -

4.2. Проверочный расчет зубчатых колес на прочность. Проверочный расчет зубчатых колес на контактную прочность - 17 -

4.3. Проверочный расчет ЭМП на быстродействие - 18 -

5. Выводы и заключение - 19 -

6. Список литературы - 19 -

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ

И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.Э. БАУМАНА

Факультет РЛ

Кафедра РЛ5

^{ЗАДАНИЕ}

_{на курсовую работу}

по курсу: Прикладная механика

Студент: Демидов П.С., РЛ6-41

Руководитель: Кокорев Ю.А.

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 курсовой работы 15-16 нед. 2011 г.

I. Тема работы Устройство управления РЭА

II. Техническое задание

Разработать конструкцию устройства управления РЭА в соответствии с заданным вариантом

III. Объем и содержание проекта (графических работ 2.5 листа формата А1, записка на 15-20 листах формата А4).

Содержание расчетно-пояснительной записки:

1. Оглавление. 2. Задание на курсовую работу (на бланке). 3. Назначение

устройства. 4. Разработка технического предложения, анализ ТЗ и кинематической схемы. Уточнение ТЗ. Выбор и обоснование элементной базы привода и отсчетного устройства. 5. Проектировочный расчет 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 надежности, унификации и т.д. Разработка схемы деления УУ РЭА составные части. Выбор покрытий. 6. Поверочные 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 – 1 л.ф. А3;

2.Общий вид привода - 1 л.ф.А1;

З.Сборочный чертеж: привода - 0,5 л.ф. А1;

4.Сборочные чертежи – 1л.ф.А3;

5.Чертежи деталей – 0,5 л.ф. А1.

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

Руководитель проекта___________________

Дата выдачи 20 г.

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 деления 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 .. С

Климатическое исполнение изделия - ..У

Место размещения изделия — 4.2

Питающая сеть: сеть постоянного тока - U=12, 27, 229, 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 использовать микровыключатели МП12 или Р301.

Расчетная записка оформляется вручную или с использованием редактора MS Word.

1. Назначение устройства.

Устройства управления со шкальным отсчетным устройством широко применяются в приборных устройствах РЭА, ОЭП, дистанционных устройствах управления различного назначения. Такие механизмы позволяют оператору, находящемуся у пульта управления, производить настройку и управлять подвижными объектами, расположёнными на значительных расстояниях от пульта.

2. Разработка технического предложения

Итак, согласно ТЗ необходимо разработать конструкцию устройства управления РЭА в соответствии с заданными параметрами:

статический момент нагрузки ;

момент инерции нагрузки ;

максимальный угол поворота выходного вала ;

максимальная угловая скорость вращения выходного вала ;

максимальное угловое ускорение выходного вала ;

срок службы устройства управления L=1000 ч;

погрешность отработки положения выходного вала ;

время разгона привода t=0,05 c;

погрешность отсчета положения выходного вала ;

режим работы: частые пуски.

УУ должно обеспечивать повышенное качество управления, серийное производство, максимальное использование элементов базы прототипа, надежность при эксплуатации и функционировании, удобство снятия показаний, удовлетворять требованиям стандартизации и унификации.

Прежде всего, проанализируем достоинства и недостатки существующих аналогичных конструкций. В качестве прототипа возьмем механизм следящей системы, приведенной в [2]:

Для поиска оптимального решения выявим недостатки прототипа и найдем пути их устранения.

Существуют недостатки, связанные с несовершенством конструкции, создающие невозможность серийности выпуска: при сборке будет иметь место сложность монтажа узлов из-за перекрытия втулок и зубчатых колес. Поэтому следует предложить более рациональную схему компоновки, изменить параметры колес для увеличения межосевого расстояния.

Недостаток, ограничивающий срок службы – использование в качестве двигателя волнового зубчатого редуктора. Поэтому вместо него будем использовать универсальный двигатель.

Недостаток, связанный с низким качеством управления – наличие паразитного колеса на валу сельсина, которое не влияет на передаточное отношении цепи двигатель – выходной вал, но, тем не менее, влияет на точность передачи. Этот недостаток можно устранить, установив сельсин на предпоследний вал.

Итак, приведем оценку прототипа по шкале от 1 до 5 (1 – отлично, 5 – неудовлетворительно):

серийность – 5

качество слежения – 4

срок службы – 5

технологичность – 5

габариты – 3

масса – 3.

Помимо всего прочего, согласно ТЗ, отсчетное устройство УУ должно обеспечивать удобство снятия показаний при дневном освещении с расстояния 250-500 мм. Чтобы обеспечить точность снятия показаний и удобное количественное чтение, применим двухшкальное ОУ (шкалы точного и грубого отсчета) с подвижными шкалами и неподвижными указателями. Циферблат – черные цифры на белом фоне.

3. Проектировочный расчет ЭМП.

3.1.Выбор электродвигателя для ЭМП.

Выбор серии электродвигателя

Разрабатываемый привод относится к следящим, поэтому следует применить исполнительный двигатель. Поскольку для следящих приводов наиболее характерны частые пуски, реверсы, остановки и изменения скорости, для ЭМП следует применять двигатели с мягкой характеристикой, с малым значением электромагнитной постоянной и требуемым диапазоном регулирования. Среди исполнительных двигателей двигатели постоянного тока имеют более высокий КПД, меньшие габариты и массу. В связи с этим, назначим серию двигателей ДПР или ДПМ.

Выбор типоразмера электродвигателя

Расчетная мощность электродвигателя:

,

где Р_н – мощность нагрузки по выходному валу,

η₀=0.8 – КПД цепи «двигатель – нагрузка»,

ω_Н – угловая скорость вращения выходного вала.

Выбирая коэффициент запаса (для точных следящих приводов), подберем двигатель в соответствии со значением мощности по паспортным данным двигателя:

Паспортные данные электродвигателя ДПР-62-Ф1-03:

Номинальное напряжение питания U=27 В

Номинальная мощность P_H=9,25 Вт

Номинальная частота вращения n_ном=4500 об/мин

Номинальный момент М_ном=19,6

Пусковой момент M_П=118

Момент инерции ротора J_P=0,017

Срок службы Т=1000 ч