ПЗ ВКР Ведерников М.А (1192211), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Кулачковая втулка 8 по ходу вращения (рисунок 2.8, стадия 2), преодолевая сопротивление пружины кручения 14, совершает угол свободного хода. В отличие от отвинчивания при завинчивании исходное сопротивление гайки (шурупа) завинчиванию незначительно, поэтому до соприкосновения кулачка 12 с кулачковой втулкой 8 вращение ведомого вала 4 и шпинделя будетпроисходить от электродвигателя 2 через кулачковую втулку 8, пружину кручения 14, шестерни 6 и 7, кулачек 13 и кулачковую втулку 9. Кулачковая втулка8 достигнет кулачка 12 после того как сопротивление пружины кручения 14 будет превышено сопротивлением вращения гайки (шурупа) (рисунок 2.8, стадия3).

Далее происходит завинчивание гайки (шурупа) которое заканчивается ограничением по условию достижения требуемого крутящего момента.При дотяжке (подтягивании) гаек (шурупов) операция происходит аналогично завинчиванию с той разницей, что исходное сопротивление гайки (шурупа) завинчиванию заведомо превышает сопротивление пружины кручения 14 ипоэтому вал электродвигателя, ведомый вал 4 и кулачковая втулка 8 до соприкосновения с кулачком 13 разгоняются, выбирая угол свободного хода интенсивнее, чем при завинчивании, что позволяет перед дотяжкой “с места” гайки(шурупа) полностью использовать маховой момент электродвигателя.Изм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист36Рисунок 2.8 - Стадии операции завинчиванияИзм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист373 РАСЧЕТЫ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВМОТОР-РЕДУКТОРА3.1 Расчет и выбор электродвигателя мотор-редуктораПри использовании мотор-редуктора, представленного на рисунке 2.6, возникает задача выбора типа электродвигателя и его параметров.

Запишем основное уравнение движения электроприводаJ прdw= M дв - Мсопр , Нмdt(3.1)где J пр - приведенный к валу ротора момент инерции вращающихся частей гайковерта, кгм2;w - частота вращения, с-1;M дв - момент, развиваемый двигателем, Нм;М сопр - приведенный к валу ротора момент сопротивления, Нм.Из опыта создания аналогичных гайковертов предлагается использованиеасинхронного электродвигателя серии MTKF. Значение его текущего моментаможно с достаточной точностью, используя каталожные данные, представить ввиде12М дв = М max  S , Нм(3.2)где Мmax - максимальный момент, развиваемый двигателем, Нм;S - коэффициент скольжения,S = 1-w,wc(3.3)здесь w и wc - текущая и синхронная частота вращения ротора, с-1.Освобождаясь в формуле (3.1) от значения dt, используя зависимостьdwdω=ω,dtdИзм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗ(3.4)Лист38после подстановок и преобразований получим дифференциальное уравнениеdω=dw- М сопрwc.J пр  wM max 1 -(3.5)Критериями выбора электродвигателя являются требования выполненияоперации отвинчивания (завинчивания) с установленным временным циклом(tц=3 с) при минимальной мощности.Решение этого уравнения с учетом М сопр , принимаемых по соответствующим графикам для всех типов скреплений, приведено на графиках (рисунок 3.1и 3.2), где  и  - угловая скорость и угол поворота ротора электродвигателя.Участки:  и  - участки разгона ротора,  - участок падения скорости после удара; V – участок вращения ротора с преодолением сопротивления в резьбе скреплений; V - участок падения скорости ротора перед окончательной остановкой с требуемым крутящим моментом.Анализ графиков по длительности выполнения операций по участкам показывает, что поставленным критериям отвечает электродвигатель типа МТКF012-6 (основные параметры мотор-редуктора приведены в таблице 3.1), а максимальное время обработки при отвинчивании на 10 оборотов гайки клеммногоболта скрепления типа КБ составляет 1,7 с.Таблица 3.1 - Параметры мотор-редуктораЭлектродвигатель: типMTKF 012-6мощность (при ПВ =40%), кВт2,2частота вращения, об/мин (об/с)880 (14,67)Зубчатая передача редуктора:модуль, мм4число зубьев, Z1/ Z227/44передаточное число1,63Частота вращения выходного вала редуктора (шпинделя),об/мин (об/с)Изм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗ540 (9)Лист39, рад/сек100500, рада), рад/сек100500, радб), рад/сек100500, радв)Рисунок 3.1 - График решения уравнения (3.5) при отвинчивании:а) скрепления типа КБ; б) скрепления типа ЖБР; в) скрепления типа ЖБРШИзм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист40, рад/сек100500IVVа), рад/сек100500IVVб), рад/сек100500IVVв)Рисунок 3.2 - График решения уравнения (3.5) при завинчивании:а) скрепления типа КБ; б) скрепления типа ЖБР; в) скрепления типа ЖБРШИзм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист413.2 Расчет параметров зубчатого зацепления мотор-редуктораРасчет параметров зубчатого зацепления мотор-редуктора согласно данным из таблицы 3.1 произведен в программе КOMPAS-SHAFT 2D и представлен в таблицах 3.2-3.4.Таблица 3.2 - Геометрический расчет цилиндрической зубчатой передачивнешнего зацепленияИзм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист42Продолжение таблицы 3.2Изм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист43Таблица 3.3 - Расчет на прочность при действии максимальной нагрузки цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепленияИзм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист44Таблица 3.4 – Расчет на выносливость по ГОСТ 21354-87 цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепленияИзм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист453.3 Расчет шлицевого вала мотор-редуктораИсходные данные.

Применяем эвольвентное шлицевое соединение 40× h9× 2 по ГОСТ 6033-80, где12 - количество зубьев шлицевого соединения;32 - диаметр впадин шлицевого соединения, мм;40 - наружный диаметр шлицевого соединения, мм.Выбранное шлицевое соединение проверяем на смятие рабочих поверхностей зубьев шлицевого валика по формулеσсм Р σсм  , Н/мм20,75  z  Fc(3.6)где  σсм  - допускаемое напряжение смятия, Н/мм2:  σсм  =60 Н/мм2;0,75 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;z - число зубьев шлицевого соединения (z = 12);Fc - площадь смятия, мм2Fср=(D-d 2r )  l ,2(3.7)здесь d - диаметр окружности впадин (d = 32 мм);D - наружный диаметр шлицевого вала (D = 40 мм);r - радиус закручивания или фаска (г = 0,3 мм);l - длина ступицы соединения вала шпинделя и шлицевого вала (l=50 мм);Р - окружное усилие, отнесенное к окружности среднего диаметра соединенияР2 М,Нdср(3.8)где М - крутящий момент на шпинделе, Нмм: М =50 кгм=490000 Нмм;dcp - средний диаметр окружности соединения, ммdср=Изм Лист.№ докум.Подп.Датаd+D, мм .2ВКР 0000.00 ПЗ(3.9)Лист46Тогдаdср=40+32 36 мм.2Окружное усилие, отнесенное к окружности среднего диаметра соединения, составляетР2  490000 27223 Н36Площадь смятияFсм=(40-32 2  0,3)  50=170 мм2.2σсм 27223 17,7  σсм  .0,75  12  170Напряжение смятия17,7 Н/мм2 < 60 Н/мм2.Условие выполняется.3.4 Выбор конструктивной схемы и определение основныхпараметров торцевого ключа гайковертаКак было отмечено в предыдущем разделе, при выбранной конструкциимотор-редуктора обеспечивается возможность безударного надевания ключа нагайку.Задача сводится к разработке конструкции торцевого ключа, позволяющего производить его установку на гайку в статическом состоянии, при этомвзаимодействие ключа и гайки должно происходить не менее чем по двум граням.

Конструктивно такая задача решается посредством ключа с определеннымколичеством равномерно расположенных по окружности подпружиненных утапливаемых роликов (рисунок 3.3).Внутренний диаметр обоймы, в которой расположены ролики, соответствует описанному диаметру гайки.Изм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист47А – А, к расчету числа роликовDВААS- ролики утопленные;- ролики, не контактирующие с гайкой;- ролики, контактирующие с гайкой.Рисунок 3.3 - Роликовый торцевой ключКоличество роликов определяется из решения комбинаторной задачи пересечения равномерно расположенных точек, находящихся в двух цикличныхмножествах с различным разбиением.При заданных диаметре "зева" ключа Dв, то есть окружности, вписанной всовокупность роликов, и размером S гайки под ключ можно составить выражение (сечение А-А рисунка 3.3) S ,cos 2 DB(3.10)где  - угол нахождения ролика вне тела гайки при условии совпадения осейгайки и ключа.При числе роликов, равном n, угол , через который каждый из роликовкоснется одной из граней гайки равен360k ,mn(3.11)где k - число роликов, одновременно контактирующих с гранями гайки (дляслучаев, когда величины m и n имеют кратные составляющие); m = 6 – числограней гайки.Изм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист48Из условия    определяетсяn360km(3.12)Условие 3.12 есть аналитическая зависимость для определения числа роликов в зависимости от потребного угла .

Характеристики

Список файлов ВКР