Основы конструирования элементов приборов

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

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
=
p
mz1
=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 b1
³
2m()=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 r
t1
=
r
t2
= m
r
t
*
=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
=0,93tg
g
×
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 ;