Основы конструирования элементов приборов (стр. 2 из 2)
4 Строим эпюры (рисунок 2).
RA F RB 
Рисунок 3 – Эпюры приложенных сил и моментов к валу червяка.
5 Определяем диаметр вала червяка
5.1 Из условия прочности на кручение
, 
,где предельно допустимое напряжение кручения для стали 45
соответствует [sкр]=30 МПа [5].
5.2 При действии эквивалентного момента
, 
,где предельно допустимое эквивалентное напряжение для стали 45 соответствует [sэкв]=0,33sв=0,33×900=297 МПа [5].
5.3 Из условия жесткости вала при кручении
,где [j]=8×10-3 рад/м , G=8×105 МПа [3,5], откуда имеем
5.4 Выбираем диаметр вала червяка d=12 мм .
4 Выбор подшипников
На подшипник поз.16 (см. СП-56.998.85000СБ) действует осевая нагрузка, равная осевой нагрузке в червячном зацеплении, т.е. Far=Fa1=400 H.
Выбираем подшипник из соотношения
,где
.Отсюда следует, что подшипник воспринимает в большей степени осевые нагружения, исходя из чего на основании [7], выбираем шариковый радиально-упорный однорядный подшипник типа 36140 ГОСТ 831-75 [1] со следующими параметрами: d=15мм, D=40мм, b=12мм, С=4250Н, C0=2672H, nmax=25000 об/мин, m=0,06кг.
Находим эквивалентную динамическую нагрузку
P=(XVFr+YFa)KsKT=(0,43×1×88+400) ×1×1=437,8(H),
тут при вращении внутреннего кольца V=1; так как подшипник работает при температурах ниже 100°С, то KT=1; при нормальных условиях эксплуатации Ks=1 [8]; при a=18° по таблице на стр.394 [8] находим следующие значения коэффициентов X=0,43 Y=1,00, e=0,57.
Расчетное значение базовой динамической грузоподъёмности
,где n=2 об/мин – частота вращения подшипника; Lh=20000 ч. – долговечность подшипника.
Находим эквивалентную статическую нагрузку
P0=X0Fr+Y0Fa=0,5×88+0,43×400=216(H),
где X0=0,5 и Y0=0,43 на основании [8] для a=18°.
Из данных расчетов следует, что подшипник выбран правильно, так как
5 Расчет шкалы
1 Угол поворота элемента настройки, соответствующий наибольшему затуханию
где Аmax =70дБ – максимальная величина вносимого затухания (табл.1); М=-45 – постоянная затухания (табл.1).
2 Абсолютная величина погрешности
(дБ)где e=0.25 – относительная погрешность настройки (табл.1).
3 Цена деления шкалы H=2×DA=2×0.35=0.7(дБ/дел)
4 Число делений шкалы N=Amax/H=70/0.7=100
5 Число оборотов шкалы при угле поворота элемента настройки Qн=Qmax будет
(об)6 Число делений на каждом обороте N¢=N/K=100/4.9@20
7 Наименьшая длинна деления шкалы при наибольшем радиусе шкалы R0=Dш/2=140/2=70(мм) и далее очерченной дугами окружностей будет на каждом полувитке (при m=1,3,...,2k)
где величину [b] обычно принимают не менее 1..1,5 мм;
6 Расчет редуктора на точность
Исходя из технического задания, выбираем 8-ю степень точности, так как данный редуктор является отсчетным и к нему предъявляются повышенные требования по точности передачи углов поворота.
Определяем величину бокового зазора, соответствующего температурной компенсации:
jn=0.68×aw[aз.к.(t з.к.-20)- aк.(t к.-20)],
где aw– межосевое расстояние; aз.к.=11.5×10-6 1/°С – коэффициент линейного расширения материала колеса (сталь 35);aк.=22.7×10-6 1/°С – коэффициент линейного расширения материала корпуса (дюралюминий); t з.к , t к– предельные температуры зубчатого колеса и корпуса, принимаем равными t з.к= t к= -10°С.
jn=0.68×50[11.5×10-6.(-10-20)- 22.7×10-6.(-10-20)]=0.011(мм).
Сравнивая полученное значение jn=0,011мм с величинами наименьших боковых зазоров, по [3] определяем, что наиболее подходящим сопряжением для данной передачи является сопряжение Х, для которого jn min=12мкм.
На основании данных расчетов, имеем следующие заключения:
червячная передача выполняется по 8-й степени точности с видом сопряжения Х (ГОСТ 9368-60).
Литература
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.2.- М.: Машиностроение, 1979.
2. Заплетохин В.А. Конструирование деталей механических устройств: Справочник.-Л.: Машиностроение, 1990.
3. Милосердин Ю.В. и др. Расчет и конструирование механизмов приборов и установок.-М.: Машиностроение, 1985.
4. Мягков В.Д. Допуски и посадки: Справочник.
5. Писаренко Г.С. Сопротивление материалов.-К.:“Вища школа”,1986.
6. Рощин . . Курсовое проектирование механизмов РЭС.
7. Справочник конструктора точного приборостроения. Под ред. К.Н. Явленского и др.- Л.: Машиностроение, 1989.
8. Справочник металиста. Под ред. С.А. Чернавского и В.Ф. Рещикова. М.:“Машиностроение”, 1976.
9. Тищенко О.Ф. Элементы приборных устройств.-М.: Высш. школа,1978.