Механизм самопишущего прибора с диаграммной бумажной лентой
Корпус механизма состоит из двух плат 12 и 13, скрепленных тремя поперечными пластинами 16, 17 и 18 с загнутыми краями. К плате 12 винтами прикреплен ВЗР с двумя жесткими колесами и встроенным в его корпус электродвигателем Дв. От колеса 1 выходного валика ВЗР к валику ведущего барабана 4''' движение передается через зубчатую передачу, смонтированную между платой 12 и прикрепленной к ней тремя… Читать ещё >
Механизм самопишущего прибора с диаграммной бумажной лентой (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
- 1. Техническое задание на курсовой проект. Механизм программного управления автоматической системы
- 2. Принцип работы механизма. Кинематическая схема
- 3. Расчёт механизма
- 3.1 Кинематический расчет механизма
- 3.2 Расчет зубчатых колес
- 3.3 Силовой расчет
- 3.3.1 Определение статических моментов на валиках механизма с учетом КПД. Определение сил, действующих в кинематических парах
- 3.3.2 Выбор материала и допуска напряжения колес
- 3.3.3 Расчет зубьев на контактную прочность
- 3.3.4 Расчет зубьев на изгиб. Напряжение изгиба в опасном сечении зуба
- 3.4 Определение сил действующих на зубья колес
- Список литературы
1. Техническое задание на курсовой проект. Механизм самопишущего прибора с диаграммной бумажной лентой
Основные данные:
1. Пределы изменения измеряемой величины
Х — Х0 = 250 о.е.
2. Цена деления и длина шкалы
Нш = 5 о.е.
Lш = 100 мм
3. Ширина диаграммы
B = Lш = 100 мм
скорость движения бумажной ленты в мм/ч
v = 5400
v' = 1800
v'' = 600
v''' = 200
4. Диаметр ведущего зубчатого барабанчика
D4''' = 32 мм
5. Диаметры катушек
D6 max = D8 max = 40 мм,
D6 min = D8 min = 20 мм
6. Натяжные ленты
Pmax = 5, H
Pmin = 2,5 H
7. Тип двигателя — ДПМ-35, nДв = 2500 об/мин
8. Тип волнового зубчатого редуктора (ВЗР) — НЖОЖ
9. Угол поворота валика сельсина приемника цсп = 1,5р рад.
2. Принцип работы механизма. Кинематическая схема
Записывающее устройство приводится в движение сельсином-приемником СП. Углы поворота валика СП равны углам поворота валика сельсина-датчика, связанного с подвижным элементом измерительного прибора. На валике СП закреплен барабанчик 13. Гибкий тросик 12 огибает барабанчик 13 и два блока 14. Концы тросика прикреплены к каретке 11 с чернильницей и капиллярной трубкой 10. Углы поворота валика СП, пропорциональные величине измеряемого параметра, посредством передачи с гибкой связью преобразуются в линейные перемещения каретки 11 с указателем шкалы и трубкой 10, которая осуществляет запись изсеряемого параметра на движущейся диаграммной бумажной ленте 9.
Лентопротяжный механизм позволяет осуществить четыре скорости движения ленты 60, 180, 600 и 1800 мм/ч. Бумажная диаграммная лента разматывается с катушки 8 и наматывается на катушку 6. Заданная постоянная скорость ленты обеспечивается зацеплением зубьев ведущего барабанчика 4''' с перфорированной диаграммной бумагой 9. Ведущий ленту барабанчик 4''' вращается от электродвигателя Дв через ВЗР и трехступенчатую зубчатую передачу. Два блока зубчатых колес (2'-2'' и 4−4') позволяют осуществить четыре варианта зацепления зубчатых колес и обеспечить четыре скорости движения ленты. Наименьшая скорость получается при зацеплении колес 1 и 2−2' и 3'-3'' и 4'', наибольшая — при 1 и 2−2'' и 3''-3 и 4, а промежуточные две скорости при 1 и 2−2' и 3'-3 и 4. Для обеспечения прижатия ленты к ведущему барабанчику 4''' необходимо, чтобы окружная скорость на поверхности катушки 6 в начальный момент наматывания на нее бумаги была равна скорости ленты v6 = v4 = v и не изменялась за все время работы механизма, несмотря на постепенное увеличение диаметра катушки 6 при постоянной угловой скорости колес 4', 5 и 6'. Это условие выполняется посредством фрикционной муфты, соединяющей зубчатое колесо 6' с валиком катушки 6. Наименьшее допускаемое натяжение ленты при наибольшем диаметре катушки 6 регулируется вращением гайки 6'', изменяющей деформацию пружины фрикционной муфты. Натяжение ленты на участке между ведущим барабанчиком 4''', роликом 7 и катушкой 8 обеспечивается торможением валика катушки 8 посредством пружинки, нажимающей на шкивок 15. Катушки 8 и 6 съемные.
Корпус механизма состоит из двух плат 12 и 13, скрепленных тремя поперечными пластинами 16, 17 и 18 с загнутыми краями. К плате 12 винтами прикреплен ВЗР с двумя жесткими колесами и встроенным в его корпус электродвигателем Дв. От колеса 1 выходного валика ВЗР к валику ведущего барабана 4''' движение передается через зубчатую передачу, смонтированную между платой 12 и прикрепленной к ней тремя стойками 19 малой платой 14. В связи с тем, что частота вращения валиков зубчатой передачи очень малая, используются подшипники скользящего трения. Для получения четырех скоростей ленты блоки зубчатых колес 2'-2'' и 4−4'' передвигаются и фиксируются в соответствующих положениях посредством вилок 15, которые расположены на двух стойках, поддерживающих малую плату 14. Ведущий барабанчик 4'' соединен с четвертым валиком зубчатой передачи двухкулачковой муфтой. Момент трения фрикционной муфты, связывающей колесо 6' с валиком катушки 6, регулируется гайкой 6'', изменяющей величину деформации и силу нажатия пружины. На левые концы осей катушек 6 и 8 нажимают плоские пружины 9, удерживающие их правые концы в сцеплении с валиками. Для снятия катушек 6 и 8 при замене другими необходимо сначала их сдвинуть влево на 3−4 мм, а затем переместить в радиальном направлении вдоль паза в плате 13.
Натяжение диаграммной бумаги на катушках 6 и 8 должно быть наибольшим при наименьших диаметрах катушек (Д6 min и Д8 min) и наименьшим при наибольших диаметрах катушек (Д6 max и Д8 max). Требуемое натяжение бумажной ленты регулируется вращением гайки 6'' фрикционной муфты катушки 6 и гайки 10 фрикционного с пружиной 11 тормоза катушки 8.
Рис. 1. Кинематическая схема механизма самопишущего прибора с диаграммной бумажной лентой
3. Расчёт механизма
Определяем параметры записывающего и отсчетного устройства.
Диаметр шкива 13 сельсина D13 = 360B/рц0сп. =
При Lш = В, число делений шкалы Nш = (Х-Х0)/Н = 250/5=50, длина деления b=B/Nш = 100/50=2
3.1 Кинематический расчет механизма
механизм программный зубчатый колесо
Числа оборотов ведущего барабанчика n4, n4', n4'' и n4''' определяем из условия v=рD4'''n4 мм/ч.
D4'''=32; v= n=(v-60)/(рD4''')=(5400· 60)/(3.14·32)=3224.5 об/мин
1. Вычисляем передаточные отношения:
v=щ·
щ=
2. Определяем диаметр гибкого колеса Диаметр корпуса двигателя DДв=35 мм
3. Определяем передаточное отношение ВЗР от генератора волн к выходному валу:
при q=2
3.2 Расчет зубчатых колес
1. Предварительно задаемся стандартным модулем m = (0,4?0,6) мм, определяем числа зубьев и диаметры колес. Числа зубьев колес определяют с учетом намечаемой компоновки механизма и диаметров двигателя, корпуса ВЗР и сельсина, а так же способов их крепления к корпусу механизма.
zmin? 20 — 24, zш=; ;
zш1=
zш2=
zш3=
zш4=
zш5=
zш6=
мм
мм
2. Конструкция колес (рис. 2)
Форму и размеры зубчатого колеса определяют в зависимости от числа зубъев, модуля, формы и длины зубьев, диаметра вала, а также от материала и технологии изготовления колес.
Ориентировочные размеры колес:
Dc=(1,6?1,8)D=1,7· 35=60 мм
b=(0,3?0,5)B=0,4· 30=12 мм
H=(5?8)m=6· 0,6=3,6 мм
l=(1?2)D?B+3dш=2· 35=70?66 мм
dш=(0,2?0,25)D=0,2· 35=7 мм
3.3 Силовой расчет
3.3.1 Определение статических моментов на валиках механизма с учетом КПД. Определение сил, действующих в кинематических парах
Даны момент на валике 1, ,, ,, , m, з = 0,9, число зубьев и диаметры колес d = z · m.
Коэфициент трения для стальных зубьев колес f = 0,1. Значения КПД каждой пары определяется по формуле:
C — поправочный коэфициент (при р>30(Н))
Определяем окружные силы Р и крутящие моменты на валиках:
= 3168 Н· мм
Находим диаметры валов (dВ):, где [фК] = 20?30 МПа, M=20 Н· мм. Для изготовления валов выбираем сталь 45.
3.3.2 Выбор материала и допуска напряжения колес
Для изготовления зубчатых колес выбираем сталь 45, по табл. 10.5 выбираем механические свойства: : HB кгс/мм2=167−217, Е=2,1· 105, дв=600, д-1=350, [д]0=180, [д]-1=115, [д]к=460. Исходные данные для расчета: n2 и n4 (об/мин), передаточное отношение i1−2= n1/ n2, крутящий момент нагрузка на ведомом валу.
1. Рассчитываем удельную нагрузку:
при KK=1, KД=1,2, b =12
3.3.3 Расчет зубьев на контактную прочность
Контактная напряженность сжатия определяется по формуле:
Определяем межосевое расстояние
a = 22 (мм); i2−3 = 2,5; m = 0,5
— приведенный модуль упругости (E = 2,1· 105(МПа))
КД — коэффициент динамичности нагрузки = 1,2
KK — коэффициент концентраций нагрузки = 1
b = 12 мм Поскольку, значит контактная прочность обеспечена
3.3.4 Расчет зубьев на изгиб. Напряжение изгиба в опасном сечении зуба
y = 0,372 коэффициент формы зуба при z2 = 20
[у0] = 180 МПа — для стали 45
? [у0]
109,9 (МПа)? 180 (МПа).
3.4 Определение сил действующих на зубья колес
Действующие на зубья силы N будут направлены по общей нормали к профилям зубьев колес 1 и 2 в зоне их контакта. Нормальные силы N можно разложить на составляющие — окружные Р и радиальные Q.
б = 200
Эти силы учитываются при расчете зубьев колес, валов и подшипников механизмов.
1. Рощин, Г. И. Курсовое проектирование механизмов РЭС.
2. Курмаз, Л. В. Детали машин. Проектирование: учеб. пособие Л. В. Курмаз, А. Т. Скойбеда. — Минск: УП «Технопринт», 2002. — 290 с.
3. Дунаев, П. Ф. Детали машин. Курсовое проектирование: учеб. пособие / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. — М.: Машиностроение, 2004. — 560 с.
4. Первицкий, Ю. Д. Расчет и конструирование точных механизмов: учеб. пособие. — Л.: Машиностроение, 1976. — 460 с.