Программный механизм

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

"Программный механизм" 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:                                                                             Руководитель проекта:

студент группы 812602                                  

Кривель Д.В.                                                                                          Сурин В.М. 
 
 
 
 
 

Минск 2010г. 
Содержание 

1. Описание  работы механизма

    1.1 Схема кинематическая (предварительная)…………..………………..........3

    1.2 Описание работы механизма …………………………………….....….…...4 

2. Расчет мощности двигателя……………………………………………………..5 

3. Расчет редуктора

    3.1 Кинематический расчет…………………………………………..……….....6

    3.2 Расчет геометрических параметров зубчатой передачи………....………..7

    3.3 Схема кинематическая (уточненная)…………………………………….....9

    3.4 Диаграмма перемещения кнопок…………………………………………..10  

4. Подбор подшипников входного вала редуктора……………………………...11 

5. Обоснование выбора применяемых материалов……………………….……..12 

Литература……………………………………………………………….………...13

    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Описание работы механизма

1.1 Схема кинематическая (предварительная) 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

Описание  работы механизма 

    Программный механизм относится к системам автоматического  управления. В основе систем лежит использование механизмов, осуществляющих замыкание и размыкание контактов с разными уже заданными выдержками времени и в заданной последовательности, которая заранее устанавливается программой. В данных механизмах применяется электромеханический способ осуществления требуемой выдержки времени срабатывания контактов.

    В данном курсовом проекте программный  механизм приводится в действие от электродвигателя постоянного тока серии ДПМ (тип двигателя из условия  ДПМ-25) [22]. Валик двигателя соединен с воздушным валиком редуктора через поводковую муфту [2]. Таким образом через трехступенчатый мелкомодульный зубчатый редуктор передает крутящий момент кулачкам[3]. Кулачки, в свою очередь, замыкают микровыключатели [23] (из условия тип микровыключателей МП3) за установленное время цикла.

    Распределение передаточных отношений производится с учетом получения минимальных  погрешностей. По использованной литературе можно отметить, что погрешность передачи будет тем меньше, чем меньше число ступеней в передаче. Именно тихоходная ступень передачи вносит наибольшую составляющую в общую сумму погрешностей, и, чем больше передаточное отношение тихоходной ступени, тем меньше эта составляющая. Значит, для того, чтобы снизить суммарную погрешность передаче необходимо:

1. Уменьшить число ступеней
2. Увеличить передаточное число тихоходной ступени
3. Повышать точность изготовления и монтажа тихоходной ступени

    Валы  редуктора [5-9] монтируются в корпус редуктора [1] через отверстия в его стенках. К входному валу штифтам прикреплена шестерня [12] , находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом [13] . Оси всех валов опираются на шарикоподшипники [24] , смонтированные для жесткой посадки в корпус редуктора. От шестерни остальные валы (промежуточные) [6-8] посредством зубчатого зацепления между другими колесами сообщают крутящий момент выходному кулачковому валу. Этот вал несет кулачки [3] . Они имеют определенную форму и определенное положение друг относительно друга, изменение которых влечет изменение программы по установке времени замыкания и размыкания контактов микровыключателей. Микровыключатели объединены в сборочную единицу. Это упрощает их замену и монтаж, а так же позволяет значительно повысить производительность сборочных операций.  
 
 

2. Мощности  двигателя.

 

    Расчет  мощности двигателя производиться по следующей формуле: 
 

, 

где k=1,1 – коэффициент запаса; - КПД; . 

        Рассчитаем КПД:  = _м* _п³* _з=0.97*0.96³*0.99=0.87 

    Исходя  из схемы нашего редуктора, Т=3,89 Н*м. 

    Тогда  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Расчет редуктора

3.1. Кинематический расчет 

    Кинематический  расчет произвели  из условий минимизации погрешностей передачи.

      Общее передаточное число зубчатого механизма определяем по формуле (2.1):

                                                       (2.1),

    где - скорость вращения входного вала, ;

      - скорость вращения выходного вала, . 

                                                 =416.6

           Оптимальное число ступеней n из условия из условия минимизации погрешности передачи определяем по формуле (2.2): 

                                               (2.2 );

                                              n=1.1 3 

    Для уменьшения погрешности  редуктора можно  принять передаточное отношение последних n-1 (двух) ступеней одинаковым и равным 8 (восьми) по величине. Тогда передаточное отношение первой ступени будет равно:

     (2.3)

    Таким образом, для рассматриваемого случая проектирования редуктора имеем: i₁=6,64; i₂=i₃= =8

           Обычно в малогабаритных и малонагруженных зубчатых передачах задаются числом зубьев шестерен Z=18-25, но мы назначим число зубьев шестерен удобное для расчетов и проектирования, и равное Z₁=24, Z₂=156, Z₃= Z₄= 192. 

 

3.2 Расчет геометрических параметров зубчатой передачи 

     Диаметр делительной окружности шестерен определяем по формуле (2.5): 

                                        (2.5);  

          где m – модуль зацепления для быстроходной ступени равный 0.5 мм;

                  -число зубьев первой шестерни, равное 18. 

                                       (мм) 

      Диаметр делительной окружности ведомых колес определяем по формуле(2.5): 

                                         d₂=m z₂ ,(2.5); 

                где - число зубьев второй шестерни, равное 117. 

                                         (мм) 

      Высоту  головки зуба рассчитываем по формуле (2.6): 

                                           (2.6), 

                где - коэффициент головки зуба, равный 1. 

                                           (мм) 

      Высоту ножки зуба рассчитываем по формуле (2.7): 

                                           (2.7),  

               где - коэффициент ножки зуба, равный 0.35 при

               (мм ). 

                                           (мм) 

      Диаметры  окружностей выступов определяем по формуле (2.8):

                                          (2.8),   

            для шестерен: (мм) 

            для ведомых колес: (мм) 
 

    

              Диаметры окружностей впадин определяем по формуле (2.9): 

                                      (2.9), 

             для шестерен: (мм) 

             для ведомых колес: (мм.) 

      Межосевое расстояние определяем по формуле (2.10):

                                       (2.10),

                                       (мм.) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

  3.3 Схема кинематическая (уточненная) 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.4 Диаграмма перемещения  кнопок 
 
 
 
 

                                
 

                                                            0 с 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                            9 с