Проектирование редуктора для следящего электромеханического привода
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
числа зубьев.
Кв - коэффициент неравномерности нагрузки по ширине колеса из соотношения: (1,5 ?Кв?1).
?вм=b/m; 8 ? ?вм ? 16;
[?-1] - Допустимое напряжение на изгиб для зубчатых колес;- число зубьев.
Z17182025303540506080100200Yf4.84.24.153.983.883.83.773.733.733.733.83.77
Определяем модуль для последней пары Z9 - Z10
Принимаем: Кв = 1,2; ?вм = 8; Yf = 3,80.
Определяем нагруженность:
Для ведущего колеса Yf/ [?-1] = 0,021
Для ведомого колеса Yf/ [?-1] = 0,0205
Поскольку нагруженность ведомого колеса больше, расчет ведем для него
Модуль: m = 1,12мм.
Из справочника соответственно ГОСТ 9563-75 иметь:
m0,10,150,20,30,40,50,60,811,251,522,5
Округляя до табличного большего значения принимаем m = 1 мм.
2.8 Нахождение приведенного момента инерции редуктора
Момент инерции колеса определяется массой расположенной в этом колесе относительно осевой линии. Приведенный момент определяется по формуле:
. пр. ?7J1 = 7?b? (mz1) 4/32 = 7??вт*m? (mz1) 4 = 7*3,14*8*0,1*7,85* (0,1*25) 4/32 = =168,4 г*см2 = 0,01684 * 10 - 4 кг*м2
Где: ? - плотность материала, равная 7,85 г/см3- модуль зацепления, равный 0,1мм;1 = 25, ?вт = 8
2.9 Выбор диаметра валиков
Поскольку наибольший момент будет на выходном валу редуктора, ведем расчет для него.
Мн (Нм) 0,080,10,180,380,70,80,92,252,73,1dв мм3456789101112dшт мм111,21,6222333,2
Для выходного вала редуктора Мн = 3,2 [Hм] из таблицы 4 узнаем, что dв = 12мм dшт = 3,2 мм
Диаметр выходного колеса: d10=mZ10=1*157=157мм
Выбираем валик для 9 колеса Z = 25
Момент на 9 колесе М9 = М10/U5 = 3,2/7,18 = 0,44 Нм
Диаметр колеса d9 = 1*25 = 25 мм
2.10 Определение КПД редуктора
Коэффициент полезного действия редуктора равен произведению КПД отдельных передач. Вначале определим КПД концевой пары. Для этого определим момент на колесе Z10 учетом потерь на трение выходного вала:
М10 = Мс/? под. = 1,2/0,99 = 1210 Hмм (1,21)
?под. В пределах 0,96-0,99
Окружное усилие Р12 на зубья колеса Z12:
Р12 = 2*М10/m*Z10 = 2*1210/157 = 15,4 Н
КПД любой пары определяется по следующей формуле:
? = 1-с?f (1/Z i + 1/Zi+1),
где f - коэффициент трения в зубчатом зацеплении (f=0,1)
с - поправочный коэффициент, учитывающий увеличение трения в передачах при малых нагрузках. с = (рi + 2,87) / (pi +0,17),- окружное усиление на зубчатом колесе.
С10 = 15,4 + 2,87/15,4 + 0,17 = 1,17
Находим КПД 5-ой пары:
?5 = 1-с?f (1/Z9 + 1/Z10) = 1 - 1,1*3,14*0,1 (1/136+1/157) = 0,99
Находим КПД 4-ой пары:
М8 = М10/?5*U5*?под. = 1210/0,99*7,18*0,99 = 171,9
Р8 = 2 М8/m Z8 = 343,8/136 = 2,52 Н
С8 = 2,52 + 2,87/2,52 + 0,17 = 2
?4 = 1 - 2*3,14*0,1 (1/25 + 1/136) = 0,97
Находим КПД 3-ой пары:
М6 = М8/?4*U4*?под. = 171,9/0,97*6,2*0,99 = 28,8
Р6 = 2 М6/m Z6 = 2*2,28/74 = 0,77 Н
С6 = 0,77 + 2,87/0,77 + 0,17 = 3,8
?3 = 1 - 3,8*3,14*0,1 (1/25 + 1/74) = 0,93
Находим КПД 2-ой пары:
М4 = 28,8/0,93*3,4*0,99 = 9,2
Р4 = 2*9,2/40 = 0,46
С6 = 0,32 + 2,87/0,32 + 0,17 = 6,5
?3 = 1 - 6,5*3,14*0,1 (1/25 + 1/35) = 0,86
Найдем теперь момент на валу двигателя:
М9 = М2/?1*U1*?под. = 5,6/1,61*0,86*0,99 = 4,08
Общий КПД редуктора будет равен:
?р = ?1*?2*?3*?4*?5 = 0,86*0,89*0,93*0,97*0,99= 0,68
2.11 Определение мощности двигателя
Пусть задано значение ?вых. = 1 рад/с
Требуемая мощность двигателя определяется по формуле:
дв = ?ном. * М
Где ? ном. - номинальное число оборотов исполнительного двигателя. Находим, что ? ном. = ? вых. * Up = 1*500 = 500 рад/с
ном. = ? ном. * 30/? = 500*30/ 3,14 = 4777
М - момент на валу исполнительного двигателя
М = Мс/Up * ?p + (?дв. + ?рпр /?рср+?н. / Up2 * ?p) * Emax.
Где Емах. - максимальное ускорение вала двигателя
Емах. = Евых. max. * Up = 5 * 500 = 2500
?рср = Е * ?р / 5;
Следовательно:
дв. = ?ном. * [Мс/Up*? + (Jдв. + Jрпр/Jрср + Jн. / Up2 * ?p) Up * Eвых. мах.]расч. = 500 [1,2 /500*0,68 + ( (0,06 + 0,01684/0,89) *10-4 + 0,4/6800) 500*5] = 13,1 Втдв. = Nрасч. *1,25 = 2,6 * 1,25 = 3,25 Вт
2.12 Определение геометрии зубчатых колес
Для мелкомодульной зубчатой передачи основные соотношения будут:
Элементы мелкомодульного зацепленияОбозначенияСоотношенияПередаточное числоuU = Z2/Z1Диаметр длительной окружностиdD=mZДиаметр окружности вершинd a При m?0,5 (по ст СЭВ 309-76 и 308-76) d f =d +2mДиаметр окружности впадинd f При m св.0,5 (по ст СЭВ 309-76 и 308-76) d f =d-2,5mВысота зубаhПри m св.0,5 мм h=2,25мШирина зубчатого венца (длина зуба) bb= (2.6) Межосевое расстояниеa w a w = 0,5 (Z1 + Z2) m
Определим диаметры делительных окружностей ведущих и ведомых колес:
Для ведущих колес:
1 = d3 = d5 = d7 = d9 = m*Z1 = 1*25 = 25мм
для ведомых колес:
2 = m*Z2 = 35 мм
d4 = m*Z4 = 406 = m*Z6 = 748 = m*Z8 = 13610 = m*Z10 = 157
Определим диаметры окружности вершин. Для ведущих колес:
da1 = da3 = da5 = da7 = da9 = da11 = d1 + 2m = 25 + 2*1 =27
Для ведомых колес:
a2 = d2 + 2m = 37a4 = 42a6 = 76a8 = 138a10 = 159
Определим высоту зуба:= 2,35*m при m до 1мм= 2,25*m при m свыше 1мм
выбираем высоту зуба h = 2,25*1 = 2,25мм
Ширина венца: В = (3 - 15) * m, берем B = 10*1 = 10мм
Определим окружности диаметров впадин:
Для ведущих колес:
df1 = df3 = df5 = df7 = df7 = df11 = d1 - 2,7m = 27 - 2,7 = 24,3 мм
для ведомых колес:
2 = d2 - 2,7m = 30 мм4 = d4 - 2,7m = 37,3 мм6 = d6 - 2,7m = 71,3 мм8 = d8 - 2,7m = 133,3 мм10 = d10 - 2,7m = 154,3 мм
Определим делительные межосевые расстояния:
dw1,2 = 0,5 (Z1 + Z2) m = 0,5 (25 + 35) = 303,4 = 0,5 (Z3 + Z4) m = 0,5 (25 + 40) = 32,55,6 = 0,5 (Z5 + Z6) m = 0,5 (25 + 74) = 49,57,8 = 0,5 (Z7 + Z8) m = 0,5 (25 + 136) = 80,5
dw9,10 = 0,5 (Z9 + Z10) m = 0,5 (25 + 157) = 91
Список используемой литературы
1.Ф.Е. Дмитров. Проектирование редукторов точных приборов. Л., "Машиностроение", 1971 г.
2.Элементы приборных устройств; курсовое проектирование. Под редакцией проф. Тищенко О.Ф., М., "Высшая школа", 1978 г.
<