2020-01-15
565
Кинематическая схема представляет собой схему механизма, состоящего из ряда звеньев, соединенных между собой кинематическими парами, обеспечивающими одну или две степени свободы вращения одного звена относительно другого.
В кинематической схеме звенья изображаются в виде стержней, не отображающих их конструкцию.
Редуктор представляет собой передачу, понижающую угловую скорость.
Выбор вида передачи и разработка оптимальной кинематической схемы зависит от предъявляемых требований:
- надежность;
- долговечность;
- точность;
- малое сопротивление движению;
- минимальный момент инерции вращающихся частей, приведенный к валу двигателя;
- компактность конструкции;
- технологичность;
- небольшая стоимость.
Как правило, механическая передача привода разделяется на две части: редукторную, заключенную в корпус редуктора, и выходную, представляющую собой пару зубчатых колес с ведущей шестерней на выходе редуктора и ведомым зубчатым венцом на кольцевой опоре.
Число ступеней зубчатой передачи может быть определено по формуле:
(36)
Зубчатые передачи в ненагруженных цепях в первую очередь должны отвечать требованию постоянства передаточного числа в любой момент времени, или иначе - равномерности и плавности вращения при отсутствии в передаче люфта. Чтобы достичь быстрой приработки сопряженной пары колес, выбирают q=l;2;3;4 и т.д., т.е. число зубьев большего колеса должно без остатка делиться на число зубьев меньшего колеса.
В нагруженных (силовых) передачах с переменным моментом нагрузки рекомендуется брать передаточные числа в виде дроби, у которой числитель и знаменатель - числа, не имеющие общих множителей:
q=25/26, 30/47, 27/34 и т.д.
Передачи с таким значением q в наибольшей степени обеспечивают равномерный износ зубьев.
В приборостроении и машиностроении наибольшее распространение получило эвольвентное зацепление, при котором боковые профили зубьев образуются двумя эвольвентами.
Основные достоинства:
- сохранение передаточного отношения и правильности зацепления при изменении расстояния между осями сопряженных колес;
- независимость кинематики зацепления от чисел зубьев сопряженных колес;
- простота изготовления зуборезного инструмента.
Передача цилиндрическими прямозубыми колесами внешнего зацепления передает движение между параллельными валами и является самым распространенным типом передачи, т.к. обладает целым рядом преимуществ: технологичность конструкции, наибольшая достижимая точность обработки колес и их монтажа, высокий кпд, небольшая стоимость.
Исходным контуром цилиндрических колес является контур прямозубой рейки:
Рис. 12 - Контур цилиндрического зубчатого колеса
- угол профиля 
=20°;
- профиль в пределах глубины захода зуба 
- прямолинейный;
- - глубина захода (
);
- 
- модуль, мм;
- 
- радиальный зазор;
- 
- радиус скругления;
- 
- шаг.
Наименьшее, свободное от подрезания число зубьев некоррегированных прямозубых колес, нарезаемых рейкой при 
=20°, 
=17.
В точных передачах рекомендуется применять колеса с числом зубьев не менее 25, т.к. при Z<25 на точность изготовления колес заметно сказываются погрешности зуборезного инструмента. Не рекомендуется применять числа зубьев, затрудняющие настройку зуборезного станка:
101,103,107,109,127,131,137,149,151,157,163,167,173,179,181,187, 191,193,197,199,202,203,206,209,211,212,214,217,221,223,227,229, 233,236,239.
Число зубьев свыше 240 рекомендуется принимать кратным 10.
Передаточное число ступени
(37)
в счетно-решающих механизмах в большинстве случаев находится в пределах 5>q>l/3 и сравнительно редко приближается к предельным значениям интервала 10–1/5. Если усилия, действующие на зубья колес, незначительны (вращение шкал, стрелок), то передаточное число в паре колес, рассчитанных на замедление (q>l), может быть неограниченно большим.
Передаточное число первой от исполнительного двигателя пары, пары колёс, незначительны (вращение шкал, стрелок), то передаточное число в паре колес, рассчитанных на замедление (q>1) может быть неограниченно большим.
Передаточное число первой от исполнительного двигателя пары колёс (быстродействующей) должно назначаться таким образом, чтобы линейная окружная скорость не превышала 3 м/с. При окружных скоростях V>6 м/с рекомендуется переходить от цилиндрических колес с прямыми зубьями к косозубым колесам.
Линейные окружные скорости колес пары равны:
, (38)
где 
– угловая скорость вращения двигателя и первого колеса;
– угловая скорость вращения второго колеса;
, 
– радиусы вращения колес.
Радиусы 
, 
пропорциональны модулям:
(39)
(40)
Назначение модулей связано с нагружением и обеспечением прочности передачи. На первых быстроходных парах модуль выбирается меньше, чем на выходных нагруженных, но с учетом обеспечения условия V<3 м/с: m=0,3–0,5.
На нагруженных выходных парах т=0,8–1,5, что позволяет обеспечить прочность передачи за счет увеличения длины и высоты зуба.
Для редукторов радиолокационных антенн ССЦ следует проводить прочностные расчеты выходных пар.
Модули цилиндрических и конических зубчатых колес назначаются по ГОСТ 9563-60:
При назначении модуля передачи 1-й ряд следует предпочитать 2-му.
Модули зубчатых цилиндрических колес для изделий радиоэлектроники следует выбирать по 1-му ряду предпочтительности:
0,3;0,5;1;2;3;5.
Основные расчетные зависимости
1. Передаточное число
(41)
– частота вращения, об/мин zi,
– числа зубьев.
2. Шаг
(42)
–модуль, мм
3. Диаметр делительной окружности
(43)
(44)
4. Диаметр окружности выступов
(45)
(46)
5. Радиальный зазор
для колес с 
для колес с 
6. Диаметр окружности впадин
(47)
(48)
7. Высота зуба
(49)
8. Длина зуба
(50)
нормально:
(51)
9. Расстояние между осями
(52)
Число ступеней для редуктора с передаточным числом 
:
Основные значение конструктивных параметров редуктора записаны в таблице 2
Таблица 2
| Параме- тры | Ступени редуктора | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 2 | 2 | 3 | 5 | 6 | 8 |
| 0,3 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,8 | 0,8 |
| 25 | 50 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| 50 | 100 | 90 | 150 | 180 | 240 |
| 0,942 | 0,942 | 1,256 | 1,57 | 2,512 | 2,512 |
| 7,5 | 15 | 12 | 15 | 24 | 24 |
| 15 | 30 | 36 | 75 | 144 | 192 |
| 8,1 | 15,6 | 12,8 | 16 | 25,6 | 25,6 |
| 15,6 | 30,6 | 36,8 | 76 | 145,6 | 193,6 |
| 8,31 | 15,81 | 13,08 | 16,35 | 26,16 | 26,16 |
| 15,41 | 30,81 | 37,08 | 16,35 | 146,16 | 194,16 |
| 0,105 | 0,105 | 0,14 | 0,175 | 0,28 | 0,28 |
| 0,705 | 0,705 | 0,94 | 1,175 | 1,88 | 1,88 |
| 1,5 | 1,5 | 2 | 22,5 | 4 | 4 |
| 11,25 | 22,5 | 24 | 45 | 84 | 108 |
Заключение.
В выпускной квалификационной работе спроектирован замкнутый по скорости исполнительный привод горизонтального наведения тепловизионной системы автоматического сопровождения целей типа вертолёт и танк, размещенной на неподвижном основании.
В качестве исполнительного двигателя выбран реверсивный, малоинерционный двигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов ДП 60-90-6-Р10 номинальной мощностью 90 Вт.
Передаточное число редуктора q=2880.
Располагаемые кинематические параметры составили
, 
,
При потребных скоростях и ускорениях:
, 
.
Суммарная зона сопровождения, определяемая, главным образом, зоной по скорости, составляет:
В замкнутом по скорости приводе реализован трехпозиционный закон управления, параметры автоколебаний (записать) обеспечивают нормальный тепловой режим работы двигателя и не вызывают “размытия” линии визирования.
Параметры переходных процессов при разных амплитудах входных сигналов составляют (таблица 3):
Таблица 3
| 
| 
|
| 0,208 | 50 |
| 0,296 | 15 |
Полоса пропускания привода при 0.1 
позволяет синтезировать широкополосный высокоточный позиционный (замкнутый по углу) привод или контур автосопровождения.
Список литературы
1. А. Г. Шипунов, В. Д. Дудка, Л. Г. Захаров, Ю. Л. Парфенов “Концепция ПТРК III поколения”. - «Военный парад», №1, 1999.
2. А.В. Рабинович, В.И.Петров и др. Проектирование следящих систем. - М., Машиностроение, 1969.
3. Б. И. Петров, Л. Д. Панкратов, В. А. Полковников, Н. П. Папе. Электропривод систем управления летательными аппаратами. - М., Машиностроение, 1973
4. О. Горилев “Бронетанковое вооружение на пороге века.” - Ж. «Военный парад», №3 (21), 1997.
5. О. Горилев “Бронетанковое вооружение на пороге века (технический облик).” - Ж. «Военный парад», №4 (22), 1997, с. 86 - 89.
6. А. Н. Латухин “Противотанковое вооружение”. - М., Воениздат, 1974 г.
7. Ж. Госсорг “Инфракрасная термография. Основы, техника применения”. - М.: Мир, 1988.
8. Н.Р.Лавров Вопросы теории ПУА30 – М., Оборониздат.,1960.
9. Методика проектирования следящего привода автоматических систем. Для студентов специальности «Автоматические системы» – Тула, КБП, 1988.
10. Проектирование исполнительных механизмов систем АСЦ. – Методическое пособие для студентов специальности «Проектирование технических и технологических комплексов». – Тула, КБП, 1999.
11. Н.И. Беляев, В.Д. Нагорский. Выбор двигателя и редуктора следящих систем. – М., Машиностроение, 1972.
12. Проектирование систем автоматического сопровождения целей, методическое пособие для студентов специальности 120901 «Проектирование технических и технологических комплексов». – Тула, КБП, 2001.
