Розрахунок елементів азимутального привода радіолокаційної літакової антени
Вступ
Курсова робота з теми: «Розрахунок елементів азимутального привода радіолокаційної літакової антени» є формою самостійної роботи студентів. Будучи одним з методів опанування ними теоретико-практичних знань з курсу «Механіка» та «Механічні пристрої ЕА», вона допомагає вирішити наступні задачі:
Навчити студентів загальних методів дослідження і проектування механізмів, машин і приладів;
Навчити студентів розуміти загальні принципи реалізації руху за допомогою механізмів;
Навчити студентів системно підходити до проектування машин і механізмів, знаходити оптимальні параметри механізмів за заданими умовами роботи;
Особливістю цієї курсової роботи є поєднання суто теоретичних знань з практичним досвідом у розробці та проектуванні механізмів. Тому її виконання допомагає студентам набути навички роботи з довідковим матеріалом, каталогами, таблицями та гостуванням розмірів окремих деталей, оволодіти методикою підбору стандартних деталей та вузлів, які використовуються у механізмі, що проектується.
Для успішного виконання роботи необхідно чітко засвоїти послідовність проектованого розрахунку, осмислити роль кожного його етапу, технічну сутність розрахункових формул, а також фізичний зміст величин і коефіцієнтів, що входять до них. Таке осмислення дозволить усвідомлено вирішувати поставлену інженерну задачу, оптимізувати технічне вирішення у заданому напрямі.
1. Технічне завдання
Технічне завдання: спроектувати редуктор азимутального привода радіолокаційної літакової антени за наступними вихідними даними, занесеними до таблиці 2.1
Таблиця 2.1
Кут обзору, град. |
100 |
Швидкість обзору, , град/с. |
80 |
Тривалість реверсу, tp, с | 0,09 |
Статичний момент опору, приведений до вала двигуна, Мс, Нмм |
9 |
Гарантійний термін роботи, Т, год. | 1100 |
Вважати:
Режим роботи привода симетрично-реверсивний за графіком, а реверс двигуна здійснюється електронним блоком керування
Приведений момент інерції усього привода може бути обчислений за формулою: JП=1,2JR, де JR – момент інерції ротора двигуна
Виконати:
Підібрати двигун, вважаючи, що передаточне відношення усього привода лежить у межах 200400, перевірити здатність двигуна забезпечити потрібне кутове прискорення ланок привода.
Розбити загальне передаточне відношення привода відповідно до умови: i12<i23<i34<i45, яка забезпечує мінімізацію моменту інерції редуктора; передаточне відношення останнього ступеня уповільнення взяти у межах i45=8…10
Обчислити міжосьову відстань останнього ступеня зачеплення редуктора привода з урахуванням величини максимального потрібного рушійного моменту на валу двигуна. Коефіцієнт зовнішньої динаміки під час розрахунку взяти КД=1,5
Обчислити модуль третього ступеня уповільнення m3. Назначити інші модулі зачеплень, забезпечуючи умову: m1<m2<m3<m4
Розрахувати фрикційну муфту, яка працює без змащення, з умови передачі моменту, що не перевищує на 20% максимальний потрібний момент на валу
2. Підбір двигуна
2.1 Для підбору двигуна визначаємо діапазон обертів, у якому має обертатися його ротор.
Оскільки передаточне відношення всього привода має бути у межах , то:
, (3.1)
де – оберти вала двигуна (вхідна ланка);
– оберти вала пристрою огляду (вихідна ланка).
Визначаємо оберти вала пристрою:
oб/хв, (3.2)
де - кутова швидкість вала пристрою огляду у градусній мірі.
Тоді з (1) діапазон обертів вала двигуна буде:
об/хв. (3.3)
Відтак з Довідника по електродвигунам вибираємо двигун:
ДПМ-30-Н1-03 = 4500 об/хв; = 10 Н∙мм
ДПР-52-Н1, Н2, Ф1, Ф2-03 = 4500 об/хв; = 9,8 Н∙мм
Обираємо двигун ДПР-52-Н1, Н2, Ф1, Ф2-03, оскільки він найбільше
задовольняє
умовам.
Рисунок 1. – Ескізне виконання двигуна ДПР-52
Габаритні дані беремо з таблиці 3.1
Таблиця 3.1
Тип двигуна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Маса, в кг |
ДПР-52 | 30 | 4 |
М30,35 |
22 | 13,5 | 12 | 10,5 | 7,5 | 4,5 | 0,25 |
2.2 Оскільки привод рухається зі сталим кутовим прискоренням, то максимальний момент двигуна має бути більшим від головного моменту сил інерції привода, тобто повинна виконуватися умова:
, (3.4)
де - максимальний момент двигуна;
- момент інерції привода, приведений до вала двигуна;
- кутова швидкість вала двигуна;
- кутове прискорення ротора двигуна;
- тривалість реверсу.
Розраховуємо момент якоря:
; ;
Робимо перевірку виконання умови (3. 4):
;
с-2;
3. Перевірка режиму роботи двигуна
3.1 Потужність двигуна:
(4.1)
3.2 Для нормальної роботи двигуна його середній рушійній момент не повинен перевищувати номінальний. Отже, повинна виконуватися умова:
(4.2)
Оскільки режим роботи двигуна не постійний, то його середній момент визначається так званим еквівалентним моментом:
, (4.3)
де - рушійні моменти двигуна в і-ті фази циклу;
- тривалість і-тих фаз циклу;
- тривалість усього циклу.
Щоб перевірити виконання умови (4.3), будуємо циклограму кутових швидкостей вала двигуна (рис. 1, а). Оскільки цикл симетричний, то:
тривалість прискорення: : с;
тривалість огляду: с;
тривалість гальмування: с;
с;с;с.
Тривалість циклу: с.
Відповідно до циклограми швидкостей обчислюємо циклограму моментів.
Динамічний момент у періоди пуску та реверсу визначається за формулою:
(4.4)
і дорівнює по модулю головному моменту сил інерції, що діють на привод ід час реверсування, тобто
Н∙мм
Рушійні моменти в інтервалі часу (рис. 1) для Н∙мм (за завданням) будуть:
Н∙мм;
Н∙мм;
Н∙мм;
Н∙мм;
Н∙мм;
Н∙мм
Для симетричного циклу з трьома парами (шістьома), попарно однаково навантажених ділянок (рис. 1) формула (7) може бути представлена у вигляді:
(4.5)
Підставляючи отримані дані у (4.5), одержуємо
Н∙мм, тобто умова (4.3) для вибраного двигуна виконується.
Н∙мм
Висновок: Режим роботи двигуна відповідає його нормальній експлуатації, тому що >.
4. Кінематичний розрахунок
4.1 Обчислюємо необхідне передаточне відношення всього приводу:
4.2 Визначаємо передаточні відношення ступенів, беручи . Тоді
Рисунок 2. - Циклограма моментів
передаточне відношення редуктора:
Передаточні відношення ступенів визначаємо за формулами:
4.3 Знаходимо числа зубів коліс, призначаючи за ДСТ значення передаточних відношень, близьких до розрахункових. Беремо сумарне число зубів пари коліс у межах , забезпечуючи >.
Використовуючи формули:
Отримані данні заносимо в таблицю 5.1
Таблиця 5.1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,4 | 3,2 | 4,4 | 26,5 | 63,6 | 21,4 | 68,5 | 16.7 | 73,5 |
Округляємо числа зубів і, якщо потрібно, перепризначуємо їх. Фактичні передаточні числа ступенів і всього привода будуть записуємо у таблицю 5.2
Таблиця 5.2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 | 64 | 21 | 69 | 17 | 74 | 2,37 | 3,28 | 4,35 | 338,3 |
Відхилення проектного і фактичного значень передаточного відношення всього приводу буде:
<%, що допускається.
4.4 Використовуючи фактичні передаточні відношення ступенів, визначаємо обороти валів (об/хв):
об/хв;
об/хв;
об/хв;
об/хв;
об/хв;
5. Силовий розрахунок
5.1 Знаходимо максимальні моменти, що діють на