Привод видеокамеры

Министерство образования Республики Беларусь

 

Учреждение образования

 

“Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники”

 

 

 

 

 

Кафедра технической механики

 

 

 

Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту по курсу "Техническая механика"

на тему

"Привод видеокамеры"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:                                                                      Руководитель проекта:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минск 2014 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Литература 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Особенности конструирования малоинерционных приводов.

 

 

Для увеличения быстродействия механизма следящего привода или привода,  работающего в  стартстопном  режиме, необходимо снижать до минимума значение приведенного к оси двигателя  момента инерции механизма.  Уменьшение величины  приведенного  момента инерции приведет к снижению инерционных нагрузок, которые  в  быстродействующих механизмах часто значительно  превышают  статические нагрузки.

      В тех случаях,  когда момент рабочего органа,  приведенный к выходному валу редуктора (момент инерции нагрузки),   соизмерим  с моментами инерции колес редуктора,  нерациональное  распределение общего передаточного отношения по ступеням может вызывать  значительное увеличение приведенного момента инерции механизма.

      Приведенный к валу двигателя момент инерции всего  механизма будет складываться из трех слагаемых:

(1.1),

 где  - момент инерции вращающихся частей двигателя;

- приведенный  момент инерции редуктора;      

- момент  инерции нагрузки;      

-общее  передаточное отношение редуктора.

      При заданных значениях , , минимальное значение определяется минимальным значением приведенного  момента  инерции редуктора.

      Для рационального уменьшения  приведенного  момента  инерции редуктора, необходимо ограничивать число ступеней передачи величиной . Передаточное число тихоходной  ступени  должно  иметь наибольшее значение, а быстроходной - наименьшее.

Для уменьшения размера и массы маломощного редуктора необходимо применять зубчатые пары с одинаковыми передаточными числами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Предварительный выбор двигателя.

2.1  Расчет требуемой мощности двигателя.

 

 

Расчет требуемой мощности двигателя заключается в  определении мощности на выходном валу редуктора,  ориентировочной  оценки КПД привода.

Требуемую мощность двигателя определяем по формуле:

       ,

 где  - минимально необходимая мощность двигателя, Вт;

- момент нагрузки (Н/м);

- номинальная  угловая скорость выходного вала  редуктора,  рад/с; 

к - коэффициент запаса, учитывающий необходимость преодоления динамических нагрузок в момент разгона (принимаем к=1.1);

- КПД  редуктора.

где ηм – коэффициент полезного действия муфты; ηп – коэффициент полезно-

го действия пары подшипников (4 вала – 4 пары подшипников); η3 –коэффициент полезного действия цилиндрической зубчатой передачи.

Номинальную угловую скорость определяем по формуле:

  ,

где n- скорость вращения выходного вала, равная 8,3 об/мин.

=0,868 (рад/с)

(Вт)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Выбор двигателя.

 

 

  Выбор двигателя заключается в подборе  наиболее  рационального типа (серии) двигателя и конкретного двигателя в  намеченной серии в зависимости от требуемой мощности. Так как нам нужен двигатель постоянного тока, мощность которого должна быть не меньше, чем 1,75 Вт, с  реверсивным режимом работы привода, то исходя из этих условий, мы выбираем двигатель ДПР-54.

Двигатель  УАД-22 имеет следующие технические характеристики:

 

Частота вращения f…………………………………........................... 2700 об/мин;

Номинальный ток…................................................................................... 0,055 А;

Пусковой момент .......................................................................................4 Н∙м;

Габариты: длина ............................................................................................ 58 мм;

                  диаметр .........................................................................................40 мм;

                  масса ............................................................................................. 0,45 кг;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет редуктора.

3.1 Кинематический расчет.

 

 

Общее передаточное число зубчатого механизма определяем по формуле:

,

 

где - скорость вращения входного вала, ;

  - скорость вращения выходного вала, . 

 

=325,3

 

где -общее передаточное отношение многоступенчатой передачи; n-число ступеней.

Оптимальное число ступеней n из условия минимизации погрешности передачи определяем по формуле:

 

  ; n=3

 

Передаточное число n-ой ступени определяем по формуле:

 

   первая передача

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Расчет геометрических параметров  зубчатой передачи

 

Диаметр делительной окружности определяем по формуле:

;

где m – модуль зацепления для быстроходной ступени равный 0,6 мм;

z1= z3=z5=17;

z2=87;

z4=z6=136;

 

;

;

 

 

Высоту головки зуба рассчитываем по формуле:

 

 

 

Высоту ножки зуба рассчитываем по формуле:

 

 

 

Диаметры окружностей выступов и впадин определяем по формулам :

 

 

 

17:  

 

 

80:  

 

 

136:  

 

 

Межосевое расстояние определяем по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

  4.Проверочный расчет требуемой мощности двигателя.

 

Расчет мощности двигателя:

 

, где  

 

M-момент выходного вала двигателя, n-количество оборотов двигателя

 

Рдвиг =4 Вт

 

Требуемая мощность:

 

Ртреб=3,3 Вт

 

КПД установки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Обоснование выбора применяемых материалов.

 

При выборе материалов деталей нам нужно учитывать многие факторы, такие как прочность, жесткость, массу конструкции, обрабатываемость, стоимость и дефицитность материала, влажность и температурные условия работы, агрессивность среды, вид производства, безопасность, эстетичность и другие.

Учитывая, что корпус редуктора должен иметь малую массу, быть прочным и находиться в нормальных условиях, он изготовлен из конструкционной стали 45, ГОСТ1050-74;

Зубчатые колеса также должны иметь малую массу, быть износостойкими, прочными. Исходя из этого, зубчатые колеса изготовлены из легированной конструкционной стали 45, ГОСТ1050-74;

Валы также изготовлены из стали 45, ГОСТ1050-74;

Штифты и стопорные кольца изготовлены, соответственно, из стали 45, ГОСТ1050-74 и стали 50ХФА, ГОСТ 14959-69;

Роль смазочных материалов при работе механизмов состоит в снижении потерь на трение, уменьшение изнашивания, а так же в предохранении поверхностей от коррозии. В качестве смазочного материала зубчатых колес, роликовых подшипников используется ЦИАТИМ 201, ГОСТ6227-74.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Литература

 

 

1. Сурин В.М. «Техническая механика. Методическое пособие по курсовому проектированию» -Минск: БГУИР, 2008. -46с.

 

2. Вышинский Н.В. «Техническая механика. Курсовое проектирование» -Минск: Бестпринт, 2001. -164с

 

3. Справочник конструктора. Точного приборостроения. Под общей редакцией К.Н. Явленского, Б.П. Тимофеева, Е.Е. Чайдановой - Ленинград.: «Машиностроение», 1989.

 

4. Справочник конструктора-приборостроителя. Детали и механизмы приборов. Основные нормы /Соломахо В.Л., Томилин Р.И., Цитович Б.В., Юдович Л.Г.- Минск.: Высшая школа, 1990.

 

5. Крепежные изделия. Справочник для студентов БГУИР. Составители: В.Н. Куценко, В.А. Столер, Н.Г. Рожнова – Минск.: БГУИР, 2007.