Электромеханический привод специально назначения

Рассчитаем минимальную и максимальную кинематическую погрешность для  передачи 7-ой степени точности по формулам (приведенными погрешностями монтажа  пренебрегаем) [1], стр.57:

  (3.21)

 (3.22)

Где K_s, K – коэффициенты фазовой компенсации,

 допуск на кинематическую  погрешность шестерни и колеса  мкм, рассчитывается по формуле:

             (3.23)

 допуск на накопленную  погрешность шага зубчатого колеса (шестерни) мкм,

 допуск на погрешность  профиля зуба (при m от 0,1 до 0,5) мкм.

Определим погрешности передач  в угловых минутах:

Рассчитаем погрешность зубчатых передач в угловых минутах  отнесенным к ведомому колесу передачи по формуле:

 (3.24)

- модуль передачи мм, - число зубьев ведомого колеса.

Результаты занесем в таблицу 2.

Передача №	1	2	3	4	5
	10,00	10,00	8,38	1,00	1,00
	14,91	14,91	13,85	16,76	19,27

табл. 2

Определим суммарную кинематическую погрешность цепи методом максимума-минимума по формуле [1],стр.63:

  _(3.25)

  (3.26)

  (3.27)  передаточный коэффициент j-й элементарной передачи.

 передаточное отношение кинематической цепи между выходным валом j-й передачи и привода.

 коэффициент, учитывающий зависимость кинематической погрешности рассчитываемой передачи от фактического максимального угла поворота ее выходного колеса, к которому приводится погрешность, если , то принимают

Определим передаточные коэффициенты элементарных передач по формуле (3.27):

Определение координаты середины поля рассеяния и поля рассеяния  погрешности элементарных передач.

Координаты поля рассеяния и  поле рассеяния погрешностей определим  по формуле:

Результаты занесем в таблицу 2а:

	I	II	III	IV	V
Ei	13,46	13,46	12,62	16,37	19,47
Vi	6,91	6,91	6,47	7,47	24,73

 

Расчет вероятной кинематической погрешности цепи.

 коэффициент, учитывающий  процент принятого риска, при  P=4,5%, суммарная координата середины поля рассеяния кинематической погрешности цепи, рассчитывается по формуле:

 

 

 

 

 

10. Расчет предохранительной муфты и остальных элементов конструкции.

     В  этом разделе приведены расчеты предохранительной фрикционной муфты, пружин предохранительной муфты,  расчёт пружины сжатия.

     Предохранительная  муфта предназначена для разобщения входного и выходного валов в случае превышения предельной величины момента нагрузки. Во фрикционной муфте это достигается посредством сил трения. Такие муфты надежны в работе при любом числе оборотов, в любом пространственном положении. По типу трущихся поверхностей различают муфты дисковые, конусные, барабанные, барабанно-ленточные. По способу создания сил трения различают муфты с пружинным, грузовым, центробежным, кулачковым, гидравлическим и электромагнитным нажимом. По типу сил трения различают муфты сухого трения и муфты, работающие в масле.

Выберем для проектируемого ЭМП  специального назначения предохранительную фрикционную муфту: дисковую с пружинным нажимом. Примерная конструкция такой муфты изображена на Рисунке 3.

Рисунок 3 - Фрикционная предохранительная  муфта

На подвижную ведомую полумуфту 2 постоянно действует в осевом направлении пружина 3, прижимающая обе муфты друг к другу. Ведущая полумуфта 1 крепится на валу жестко с помощью штифта 5, а ведомая - на шпонке 4.

 

Выбор параметров муфты.

  Расположим муфту на последнем,  четвёртом валу.

  Выберем D₂=48 мм, D₁=42 мм.

   

Расчет необходимой  силы прижатия пружины.

Сила прижатия пружины найдется по следующей формуле:

 \* MERGEFORMAT

 – момент предохранения, f₀ – коэффициент трения. Используем конструкцию муфты со вставкой из металлокерамики. Тогда f₀=0,8, [p]=0,3 МПа. 

Подставим значения в формулу  \* MERGEFORMAT (0.1) и рассчитаем силу прижатия пружины:

       

     Нагрузочная способность  определяется допускаемым значением  предельного давления:

     Следовательно, муфту можно устанавливать.

Расчет  пружины сжатия  фрикционной муфты

    Расчет пружины сжатия  можно выполнить, зная технические  свойства материалов и конструктивные  размеры.

 

     В соответствии с  требованиями, предъявляемыми к  пружине и режимам нагрузки, выбирают материал и определяют допустимые напряжения кручения  [τ]_кр МПа, модуль упругости первого рода Е и, соответственно, модуль упругости второго рода (сдвига) G. Модули G и E связаны зависимостью: G= , где ν – коэффициент Пуассона (для стальной проволоки можно принять G≈0.384E).

     Условие прочности  для винтовой пружины сжатия  записывается так :

     сжимающая сила, D – средний диаметр навивки пружины,    d – диаметр проволоки пружины, - коэффициент увеличения напряжения у внутренней стороны витка рассчитывается по формуле:

    индекс пружины.

    Тогда 

     Примем С=8 (С выбирают  в диапазоне от 8 до 12). Выберем  в качестве материала рессорно-пружинную сталь 65Г ГОСТ14959-79. Для нее σ_т=1790 МПа; [τ]=0,57∙σ_т=0,57∙1790=1020,3 МПа.

Тогда

 

     Выберем d=1,6 мм. Тогда D=C∙d=12,8 мм.

    Также выберем число  рабочих витков i_р=4. Тогда деформация пружины

     Для  стали модуль упругости G=8∙10⁴ МПа.

     Определим  регулировку деформации пружины:

     Таким образом, длина свободной пружины определяется по формуле:

 

     Определим  длину пружины в сжатом состоянии:

     Максимальная  сила сжатия пружины: P₃=(1,2…1,4)∙Q=40,7 Н.

 

11. Список использованной литературы.

1) Кокорев Ю. А., Жаров В.А., Торгов  А. М., Расчет электромеханического привода: Учеб. пособие / Под. ред. В.Н. Баранова. – М.: Изд-во МГТУ, 1995. – 132с., ил.

2) Элементы приборных устройств:  Курсовое проектирование. Учебн.  пособие для вузов. В 2-х ч.  Ч. 1. Расчеты/Н.П.Нестерова, А.П.Коваленко,  О.Ф.Тищенко и др.; Под ред. О.Ф.Тищенко.-М.:Высш. Школа, 1978-328с., ил.

3) Элементы приборных устройств:  Курсовое проектирование. Учебн.  пособие для вузов. В 2-х ч.  Ч. 2. Конструирование/Н.П.Нестерова,  А.П.Коваленко, О.Ф.Тищенко и др.; Под ред. О.Ф.Тищенко.-М.:Высш. Школа, 1978-328с., ил.

4) Виляевская, Веселова. Проектирование  опор вала передач, 1979г.

5) Потапцев А.С., Буцев А.А., Матвеенко  С.Д. Проектирование приборных  муфт.

6) Элементы приборных устройств  (Основной курс). Ч. 2. Детали, соединения  и передачи. Учеб. пособие для студентов вузов. Авторы: О.Ф.Тищенко, Л.Т.Киселев, А.П.Коваленко и др. Под ред. О.Ф.Тищенко. (М.: Высш. школа, 1982)

7) Элементы приборных устройств  (Основной курс). Ч. 1. Детали, соединения  и передачи. Учеб. пособие для  студентов вузов. Авторы: О.Ф.Тищенко, Л.Т.Киселев, А.П.Коваленко и др. Под ред. О.Ф.Тищенко. (М.: Высш. школа, 1982)

8) Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя:  в 3-х т.: Т.2 – 8-е изд., перераб.  и доп. Под ред. И.Н.Жестковой.  – М.:Машиностроение, 2001.-912с.:ил

9) Атлас конструкций ЭПУ/Буцев А.А., Еремеев А.И., Кокорев Ю.А. и др. Под ред. Тищенко О. Ф. – М. Машиностроение, 1982, - 115с.

10) Разработка чертежей конструкторской  документации при курсовом проектировании: в 2-х частях. Потапцев И.С., Нарыкова  Н.И., Перминова Е.А., Буцев А.А. – Издательство МГТУ им.Н.Э. Баумана, 2010.