- 29 -

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н. Э. БАУМАНА

Факультет: Информатики и систем управления

Кафедра: Проектирование и технология производства электронной аппаратуры (ИУ4)

______________________________________________________________________________

Домашнее задание

Расчет электромеханического привода

По курсу: Основы конструирования приборов

Студент: Чермянин П.И. ИУ4-52

(фамилия, инициалы) (индекс группы)

« »_______________ 2004

Руководитель

проекта: Пономарев В.М.

(фамилия, инициалы)

«___»_______________ 2004

Москва

2004

Содержание

Содержание 2

1. Исходные данные 3

2. Предварительный выбор двигателя разрабатываемой конструкции 4

3. Кинематический расчет 5

3.1. Определение общего передаточного отношения 5

3.2. Определение числа ступеней и распределения общего передаточного отношения по ступеням в соответствии с заданным критерием проектирования ЭМП 5

3.3. Определение чисел зубьев колес редуктора 5

4. Силовой расчет ЭМП 7

4.1 Проверочный расчет выбранного двигателя 7

4.2. Определение модуля зацепления 8

5. Геометрический расчет кинематики ЭМП 12

6. Расчет валов и опор редуктора 13

6.1. Расчет валов 13

6.2 Расчет опор 20

7. Точностной расчет разрабатываемой кинематики 22

8. Проверочные расчеты проектируемого привода 25

8.1 Уточненный силовой расчет и проверка правильности выбора электродвигателя 25

8.2. Проверочные расчеты на прочность 27

Литература 30

1. Исходные данные

Требуется разработать ЭМП на основе ниже приведенных данных.

Момент нагрузки			Частота вращения выходного вала
=1.25 [ ]			=15 [об/мин]
Угловое ускорение вращения выходного вала	Момент инерции нагрузки	Температура эксплуатации		Род тока	Срок службы  (час), не менее
=5, рад/с	Iн=0.5,	Т= - 50о …+50,о С		переменный	1000 часов
Критерий расчета	Режим работы	Метод расчета, процент риска при расчете, точность		Рабочий угол поворота выходного вала, (град)	Точность отработки не хуже (угловые минуты)
минимизация массы	кратковремен-ный	максимум-минимум		20 град	15’

Разработать кинематическую схему ЭМП и рабочий чертеж зубчатого колеса. Результаты расчетов оформить в виде расчетно-пояснительной записки, включающей:

1. Условие.

2. Подбор двигателя.

3. Кинематический расчет ЭМП.

А. Определение общего передаточного отношения ( ).

Б. Определение числа ступеней и передаточных отношений на каждой ступени из условий проектирования.

В. Определение числа зубьев колес редуктора.

1. Силовой расчет ЭМП. Предварительная проверка правильности выбора двигателя.

2. Выбор степени точности и вида сопряжения для зубчатых передач.*

3. Расчет на прочность зубьев и колес ЭМП. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений.

4. Геометрический расчет зубчатого колеса (по указанию преподавателя). Разработка кинематической схемы ЭМП (выполняется в виде чертежа А4 с соблюдением соотношений между геометрическими характеристиками колес и межосевых расстояний).

5. Проверочные расчеты разработанного ЭМП.

   1. Уточненный силовой расчет и проверка правильности выбора электродвигателя.

   2. Проверочные расчеты на прочность.

А. Проверка прочности зубьев на изгибную прочность.

Б. Проверка прочности зубьев на кратковременных перегрузках.

1. Проверочный расчет ЭМП на точность.*

1. Разработка рабочего чертежа зубчатого колеса (по указанию преподавателя).*

2. Анализ результатов расчета ЭМП. Возможные пути улучшения его параметров.

Примечание: пункты помеченные знакам «*» выполнять не следует.

1. Предварительный выбор двигателя разрабатываемой конструкции

Предварительный выбор электродвигателя осуществляется, исходя из соотношениях[1]:

, где

ξ - коэффициент запаса

Выбирается согласно заданному режиму работы (кратковременный режим), ξ = 2.0

– момент нагрузки на выходом валу

По условию =1.25 Нּм

– частота вращения выходного вала редуктора

По условию =15 ^об/_мин

– приближенное значение КПД будущего редуктора. принимаем = 0.85

Тогда: (Вт)

По вычисленному значению мощности двигателя, заданным в условии роду тока -(переменный), режиму работы и минимальному сроку службы, выбираем двигатель

УАД-32 (асинхронный, общего назначения) со следующими техническими характеристиками:

Табл. 2.1. Паспортные данные двигателя УАД-32

Напряжение питания		220 В
Частота питающего напряжения		50 Гц
Род тока		Переменный, однофазный
Номинальная мощность	Nдвиг	5 Вт
Номинальные момент		0,017 Нּм
Пусковой момент		0,0255 Нּм
Частота вращения выходного вала		2800 об/мин
Момент инерции ротора	JP	7,5ּ10-6 кгּм2
Температура окружающей среды		-60…+85 °С
Диаметр выходного вала	Øвала	3 мм
Срок службы		3000 часов
Масса		0,56 кг

3. Кинематический расчет

3.1. Определение общего передаточного отношения

По известным значениям скоростей на входе n_двиг и выходе определяем передаточное отношение редуктора (цепи двигатель – выходной вал) по формуле:

, где

n_двиг = 2800 ^об/_мин. (см. табл. 2.1)

Частота вращения выходного вала редуктора = 15 ^об/_мин (из условия)

Тогда, получаем:

3.2. Определение числа ступеней и распределения общего передаточного отношения по ступеням в соответствии с заданным критерием проектирования ЭМП

По заданному в ТЗ критерию минимизации – минимизация массы – находим число ступеней редуктора и осуществляем разбивку i₀ по ступеням.

Число ступеней редуктора:

, где =2.22

5

Таким образом, количество ступеней n=5

Передаточные отношения по ступеням:

2.84

Табл. 3.1. Передаточные отношения

i12	i23	i34	i45	i56
2.84	2.84	2.84	2.84	2.84

3.3. Определение чисел зубьев колес редуктора

Назначим число зубьев на всех шестернях =17

Число зубьев ведомых колес для редуктора вычисляется по формуле:

, где

k = 2, 4, 6, 8 - номер колеса.

Учитывая рекомендованный ряд [1], назначаем количества зубьев колес и шестерен:

Табл. 3.2. Числа зубьев колес редуктора

№ колеса	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
№ элементарной передачи	I		II		III		IV		V
Число зубьев	17	48	17	48	17	48	17	48	17	48

Так как при расчетах выбор числа зубьев осуществлялся из рекомендованного ряда, то вычисляем фактическое передаточное отношение и погрешность передаточного отношения.