Программный механизм
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
вратном движении. Через зацепление пары зубчатых колес 12 и 21 обратное вращение передается на центробежный тормоз 22, предназначенный для увеличения плавности вращения кулачкового вала 7 под действием пружины 17. При возвращении кулачкового вала 7 в исходное состояние срабатывает микровыключатель 23 и отключают питание электромагнита 19. Сцепная кулачковая муфта 5 при помощи пружины входит в зацепление, и механизм переходит в режим ожидания. При этом верхние контакты 11 остаются приподнятыми. При подаче очередного управляющего сигнала, когда вновь включается электродвигатель 1, и начинается вращение кулачкового вала 7, дополнительный вал 14 сразу же поворачивается и опускает верхние контакты 11 до подхода первого кулачка к нижнему контакту. Поэтому работа механизма не нарушается и продолжается в описанном выше порядке.
Источник питания двигателя - переменный ток напряжением U=220 В, частотой f=50 Гц.
Конструкция механизма позволяет обеспечить свободную настройку кулачков на разные программы.
. Расчет разрывных контактов
Параметры коммутируемых токов: U=380 В, I=2А. Интервал рабочих температур 0 - +30 С. Контакты работают в пылезащищенном корпусе при нормальном атмосферном давлении.
Учитывая, что контакты относятся к средненагруженным и при разрыве цепи возникает электрическая дуга, поэтому в качестве материала контактов для уменьшения возможности сваривания выбираем Вольфрам Вч ГОСТ 3884-67
Для выбранного материала и коммутируемого тока определяем размеры контактов: d=5 mm, h=1 мм. Учитывая относительно высокую стоимость материала, контакты целесообразно выполнять в виде цилиндрических накладок, привариваемых к контактным пластинам. Поверхности принимаем сферические с одинаковым радиусом r =10 мм. Из условия самопроизвольного гашения дуги определяем минимальный зазор между контактами Dmin:
=*380*=0,02745м
Принимаем 28 мм.
Проверяем D по условию непробивания. Для U=380 В испытательное напряжение U=2000 В. Возьмем Uисп с трехкратным запасом U=6000 В. Для этого значения при нормальном атмосферном давлении Р по графикам зависимости U(P) находим Dпр=4 мм, Dмин>Dпр те выбранное значение зазора удовлетворяет условию непробивания при проверке электрических контактов.
Найдем минимальное контактное усилие:
с - коэффициент шероховатости поверхности, с=1 для чисто обработанной поверхности;
р - удельное сопротивление контактов,
НВ - твердость по Бринеллю;
Rк - контактное сопротивление; Rк =0,5Uк/I.
Uк - напряжение в контакте
b - коэффициент, зависящий от характера деформации и зоны контактирования ( b=1 для материалов с оксидной пленкой);
Для Вольфрам Вч имеем следующие значения:
р=5,5*10-6 Ом*см
НВ = 325* 107 Па
Полученное значение Pмин, следует увеличить:
Pмин.констр= Рмин*Кзап*Кт*Kf , где
Кзап - коэффициент запаса (1,5 ... 5);
Кт - температурный коэффициент (1);
Kf - коэффициент частоты тока (Kf =1 при f=0..2 кГц).
Максимальное усилие:
rк - радиус сферы контакта, rк =10 мм, Е=35*1010 Па - модуль упругости материала;
- контактное напряжение; где =20...25 НВ; k=3 при наличии дуги.
= Н/м2, следовательно
Контактное усилие Pk необходимо выбирать из условия <Pk<Pmax.
Поэтому для дальнейших расчетов будем пользоваться значением:
.
5. Расчет контактонесущей системы
Необходимо подобрать размеры плоской консольной пружины, на которую действует нагрузка Р=100Н. Материал токоведущий. Учитываем большое число срабатываний (106 раз) коэффициентом долговечности ко. Выбираем кремнистую сталь 60С2А 9-2. Модуль упругости Е=2*105 МПа, предел текучести .
Допускаемое напряжение = 1400/1,75 = 800 МПа.
По конструктивным соображениям выбираем: длина пружины ;
Толщину ленты следует выбирать по сортаменту, поэтому имеем h=0,30мм.
Ширину ленты следует выбирать по сортаменту, поэтому имеем b=4.5мм. Длинна упора a=35мм. Вычислим усилие натяга пружины упором. Для этого зададимся ходом второй пружины: по конструктивным соображениям .
.
Вторую пружину изготавливаем из того же материала, что и первую. Делаем ее немного длиннее - , несколько уже -и тоньше -. Такие изменения были сделаны для уменьшения силы упругости нижней пружины и как следствие - уменьшения результирующего момента на кулачковом валу.
6. Кинематический расчет
Частота вращения кулачкового вала об/мин, где jраб=2450 - предельный угол поворота кулачкового вала Т=8 с-время поворота на предельный угол. Угловая скорость кулачка с-1.
По конструктивным соображениям выберем синхронный микродвигатель двигатель ДСМ переменного тока, напряжение питания обмотки 220 В, частота f=50 Гц. Максимальная мощность на валу двигателя 4 Вт, номинальная частота nном=60 об/мин, пусковой момент Мп=0.42 Н*м. Габаритные размеры 58х60х63.
Общая величина передаточного отношения для редуктора вычисляется по формуле:
, где:
nдв - число оборотов двигателя, об/мин. Для выбранного двигателя nдв=60 об/мин;
nвых - число оборотов выходного вала, определяется по формуле
об/мин t - время поворота, = 8с
Редуктор проектируем с условием минимальной погрешности передачи. Оптимальное число ступеней. Выбираем nопт=2. Из конструктивных соображений выбираем передаточное отношение ступеней редуктора
i12 = i34=
Угловая скорость двигателя:
wдв=2pnдв/60=6,28 С-1
Частота вращения вых