Основы конструирования элементов приборов

Введение

. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 3.

Задание. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 5.

1 Расчет геометрических параметров. .. .. .. .. .. ... 7.

2 Проверочный расчет червячной пары на прочность 8.

3 Расчет вала червяка (Построение эпюр). .. .. .. ... 10.

4 Выбор подшипников. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... .

. 12.

5 Расчет шкалы. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... .

.. ... 14.

6 Расчет редуктора на точность. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 15.

Литература

. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 17.

Приложение 1. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 18 Приложение 2. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 19.

Механизм поворота и отсчета аттенюатора. Прибор предназначен для уменьшения мощности сигнала в известное число раз. Аттенюатор характеризуется вносимым в тракт затуханием, т. е. отношением мощностей на входе и выходе. [pic] Рисунок 1 — Волноводный аттенюатор.

В данном случае прибор относится к числу аттенюаторов, обеспечивающих затухание за счет поглощения мощности материалом, помещенным в электромагнитное поле. Схема аттенюатора для круглого волновода, возбуждаемого волной, показана на рисунке 1. Здесь 1 и 3 — неподвижные участки волновода, 2 — его вращающийся участок. Когда все три поглощающие пластины П во всех участках волновода лежат в одной плоскости, то затухание близко к нулю. По мере поворота поглощающей пластины 2 во вращающейся части волновода затухание на выходном конце волновода увеличивается.

Проанализировав данный узел можно составить структурную схему взаимодействия узлов и механизмов аттенюатора.

На рисунке 2 в механизме условно выделены следующие составляющие звенья: волноводы, которые в свою очередь можно разделить на подвижные и неподвижные, и отсчетное устройство — собственно шкалу. Два последних звена непосредственно контактируют с червячным редуктором.

Механизм поворота и отсчета аттенюатора.

Волноводы Отсчетное устройство.

Неподвижные Подвижные Шкала.

Редуктор

Рисунок 2 — Структурная схема механизма поворота и отсчета аттенюатора.

Задание.

Разработать конструкцию механизма поворота поглощающей пластины П центрального волновода 2 поляризационного аттенюатора в сочетании с отсчетным устройством по кинематической схеме, исходным данным (Таблица 1) и следующим техническим требованиям:

1) затухание сигнала в волноводе 3 обеспечить поворотом волновода 2 с пластиной П на угол от (=0 до (=(max. Затухание, А в децибелах определяют по формуле [pic];

2) пластину П изготовить из двойного слоя слюды толщиной 0,25 мм с нанесением поглощающего слоя из графита;

3) отверстия входного 1 и выходного 3 волноводов выполнить прямоугольными с размерами 12(28 мм. На торцах предусмотреть контактные фланцы;

4) соединение центрального подвижного волновода с неподвижным выполнить дроссельными фланцами;

5) для улучшения электрических характеристик контура контактные и токопроводящие поверхности серебрить.

Из условия задачи имеем следующие исходные параметры: — передаточное число червячной передачи и=12; - заходность червяка z1=4; - число зубьев на колесе z2=48; - модуль зацепления m=1 мм.

Таблица 1. Исходные параметры.

|Постоян-н|Наибольшая относительная |Диапазон |Внутренний |Диаметр | |ая |погрешность настройки и |затухания |диаметр |шкалы | |затуха-ни|отсчета | |центрального |отсчетного | |я М | | |волновода |устройства | | |(([0;45(] | (([45(;(max]|Аmax| |dв, мм |Dш, мм | | | | | |Amin| | | |-45 |0,5 |2,0 |70 |0 |32 |140 |.

1 Расчет геометрических параметров.

Производим анализ технического задания: из условий следует, что делительный диаметр червячного колеса должен обеспечивать минимально необходимую высоту колеса над втулкой волновода. Выполним проверку этого условия.

Делительный диаметр червячного колеса [pic](мм).

Внутренний диаметр волновода dв=32 мм.

Отсюда видно, что диаметральная разность r=d2-dв=48−32=16 (мм), что конструктивно не исполнимо.

Увеличиваем число зубьев на колесе z2=80.

Производим пересчет передаточного числа u=z2/z1=80/4=20.

Производим расчет геометрических параметров редуктора.

1 Ход червяка p1=(mz1=12,56(мм); 2 Угол подъема винта червяка (=[pic]=11(19(где q=20 — коэффициент диаметра червяка по ГОСТ 2144–76;

3 Межосевое расстояние aw=0,5(m (z2+q)=50 (мм); 4 Делительный диаметр червяка d1=m (q =20 (мм); 5 Делительный диаметр червяка d2=m (z2=80 (мм); 6 Длинна нарезной части червяка b1(2m ([pic])=2((8,9+1)=19,8(мм) принимаем b1=30 (мм); 7 Высота витка h1=h1*(m=2,2 (мм) тут h1*=2 ha*+c1*=2(1+0,2=2,2; 8 Высота головки ha1= ha*(m=1 (мм); 9 Диаметр вершин червяка da1=m (q+2 ha*)=20+2(1=22 (мм); 10 Диаметр вершин колеса da2=d2+2ha*m=80+2(1(1=82 (мм); 11 Диаметр впадин червяка df1=d1−2m (ha*+с1*)=20−2(1+0,2)=17,6 (мм); 12 Диаметр впадин колеса df2=d2−2m (ha*+с2*)=80−2(1+0,2)=77,6(мм); 13 Радиус кривизны (t1=(t2= m (t* =0,3(1=0,3 (мм); 14 Ширина венца b2=0,75d1=0,75(20=15 (мм); 15 Угол обхвата.

(=[pic]44(14(.

16 Радиус дуги, образующей кольцевую поверхность вершин зубьев червячного колеса R=0,5d1- mha*=0,5(20−1(1=9 (мм).

2 Проверочный расчет червячной пары на прочность.

При расчетах принимаем, что к валу червяка приложен крутящий момент М1=Мвх=1 Нм.

1 Определяем КПД редуктора.

(=0,93tg ((ctg ((+()=0,93tg11(19((ctg (11(19(+1(43()=0,8.

где (=arctg f=arctg0,03=1(43(.

Момент на выходе редуктора [pic](Нм).

2 Определяем силы, действующие в зацеплении.

[pic](Н), [pic](Н).

[pic](=145,6(Н).

3 Проверка по контактным и изгибающим напряжениям.

[pic],.

из [3] для пары бронза-сталь [pic];

[pic].

для материала БрОНФ10−1-1 при центробежном литье предельнодопустимое напряжение [(н]=210Мпа [3,табл.20], откуда следует (н ([(н].

[pic](Мпа),.

тут YF — коэффициент формы зуба, что зависит от эквивалентного числа зубьев [pic]. На основании [9,табл.3.1] выбираем YF=1,34. Коэффициенты.

КН и КF принимаются равными 1, исходя из того, что редуктор выполняется при высокой точности, скорость скольжения Vск.