Основы конструирования элементов приборов (стр. 1 из 2)
Содержание
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
Введение
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.
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 q=0 до q=qmax. Затухание А в децибелах определяют по формуле
;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-ная затуха-ния М | Наибольшая относительная погрешность настройки и отсчета | Диапазон затухания | Внутренний диаметр центрального волновода | Диаметр шкалы отсчетного устройства | ||
| qÎ[0;45°] | qÎ[45°;qmax] | Аmax | Amin | dв,мм | Dш,мм | |
| -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
(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=pmz1=12,56(мм);
2 Угол подъема винта червяка g=
=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 b1³2m( 
)=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 rt1=rt2= m rt* =0,3×1=0,3 (мм);
14 Ширина венца b2=0,75d1=0,75×20=15 (мм);
15 Угол обхвата b= 
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
h=0,93tgg×ctg(g+r)=0,93tg11°19¢×ctg(11°19¢+1°43¢)=0,8
где r=arctg f=arctg0,03=1°43¢.
Момент на выходе редуктора
(Нм).2 Определяем силы, действующие в зацеплении
(Н), 
(Н) 
°=145,6(Н)3 Проверка по контактным и изгибающим напряжениям
,из [3] для пары бронза-сталь
; 
для материала БрОНФ10-1-1 при центробежном литье предельнодопустимое напряжение [sн]=210Мпа [3,табл.20], откуда следует sн <[sн].
(Мпа),тут YF – коэффициент формы зуба, что зависит от эквивалентного числа зубьев
. 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<3 м/с и рабочая нагрузка постоянна.Для материала БрОНФ10-1-1 предельнодопустимое напряжение [sF]=41Мпа [3,табл.21], откуда следует sF <[sF].
3 Расчет вала червяка (Построение эпюр)
1 Определяем реакции опор и изгибающий момент в горизонтальной плоскости
(Н) , 
(Н); 
(Нм);2 Определяем реакции опор и изгибающий момент в вертикальной плоскости
(Н) , 
(Н); 
(Нм), 
(Нм); 
(Нм);3 Определяем эквивалентный изгибающий момент
(Нм);