Министерство
образования
Украины
Национальный
технический
университет
Украины
(Киевский
политехнический
институт)
Методические
указания
к курсовому
проектированию
по дисциплине
"Техническая
механика"
для студентов
специальностей
“Информационно-измерительная
техника"
Киев
2000 г.
Методические
указания к
курсовому
проектированию
по дисциплине
"Техническая
механика" для
студентов
специальностей
“Информационно-измерительная
техника" /Сост.
В. А. Бойко, В. C.
Детлинг.
- Киев: НТУУ КПИ.
2000.
1 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ
УКАЗАНИЯ
1.1 Цель курсового
проектирования
Курсовой проект
по курсу "Техническая
механика"
является первой
самостоятель-ной
комплексной
работой студентов
в процессе
подготовки
к инженерной
деятельности.
Цель курсового
проекта -
систематизировать
и закрепить
теоретические
знания, полу-ченные
при изучении
курсов "Инженерная
графика",
"Физика", "Химия",
"Математика",
"Техническая
механика",
приобрести
навыки проектирования
новых изделий
(в част-ности
электромеханических
устройств с
учетом современных
требований);
использова-ния
справочной
литературы,
стандартов,
единых норм
и расценок;
разработки
тексто-вой и
графической
документации;
подготовки
к выполнению
курсовых проектов
по профилирующим
предметам.
Курсовой проект
выполняется
на основании
технического
задания, выдаваемого
руководителем
проекта.
1.2. Содержание
и объем курсового
проекта
В процессе
работы над
курсовым проектом
студенты
рассчитывают
основные параметры
заданного
механизма и
разрабатывают
его конструкцию.
Конструкторская
документация
проекта состоит
из пояснительной
записки (15-20 страниц),
принципиа-льной
кинематической
схемы, сборочных
чертежей
устройства
и сборочной
единицы, рабочих
чертежей 5-8
нестандартных
деталей (вала,
зубчатого
колеса, шкалы,
пружи-ны, стакана,
стойки и т.п.).
Пояснительная
записка в общем
случае должна
содержать
следующее
разделы:
Введение.
Назначение
и область применения
проектируемого
изделия.
Техническая
характеристика
изделия.
Описание и
обоснование
выбранной
конструкции.
Расчеты, подтверждающие
работоспособность
и надежность
конструкции:
расчет мощности
и выбор электродвигателя;
расчет кинематических
параметров
(определение
общего передаточного
отношения и
передаточных
отношений
ступеней);
расчеты на
прочность;
расчеты кинематической
точности и
погрешности
мертвого хода;
выбор материалов
и покрытий;
определение
критериев
конструктивного
качества и
экономической
эффектив-ности
конструкции.
Конкретный
перечень
конструкторской
документация,
подлежащей
обязательной
разработке,
указывается
в техническом
задании на
курсовой
проект.
1.3. Оформление
документации
проекта
Вся графическая
и текстовая
документация
проекта должна
оформляться
в полном соответствии
с требованиями
Единой системы
конструкторской
документации
(ЕСКД) и СТП КПИ
2.001-83 "Курсовые
проекты. Требования
к оформлению
документации".
2.
ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
ДЛЯ ПРИВОДОВ
ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ
МЕХАНИЗМОВ
МАЛОЙ МОЩНОСТИ
2.1
Исходные данные
1 Назначение
электропривода,
общая характеристика
режима работы
электродви-гателя,
специальные
требования.
А. Приводы
специализированных
устройств
(магнитофоны,
МТЛ устройств
ЭВМ, печатающие
машины и др.).
Режим работы
и требования
к электродвигателю
опреде-ляются
специальными
техническими
условиями.
Б. Нерегулируемые
приводы исполнительных
механизмов
управления,
операцион-ных
механизмов
и технологических
устройств,
механизмов
дистанционного
управления.
Режим работы
двигателя
длительный
или повторно-кратковременный,
нерегулируемый
по частоте
вращения,
реверсивный
или нереверсивный.
В. Нерегулируемые
приводы приборов
времени, программных
устройств,
МТЛ са-мопишущих
приборов и др.
Режим работа
двигателя
длительный
или повторно-кратко-временный
с постоянной
стабилизированной
частотой вращения,
нереверсивный.
Г. Приводы следящих
систем управления
(приводы РЛС,
графопостроителей,
ма-нипуляторов,
привод стабилизации
положения
корпусов и
др.). Режим работы
длитель-ный
или повторно-кратковременный
реверсивный,
регулируемый
по частоте
вращения.
2. Характеристика
источника
питания двигателя:
для постоянного
тока – напряже-ние
и допускаемые
токи нагрузки;
для переменного
- напряжение,
частота и вид
сети (однофазная,
трехфазная).
3. Конструктивные
требования:
способ крепления
двигателя;
количество
выходных концов
вала ротора;
наличие встроенных
элементов
(тахогенератор,
редуктор и
др.).
4. Функциональные
требования:
допускаемое
изменение
частоты вращения,
способ регулирования,
время переходного
процесса,
характеристика
режима работа
следящей системы
и входных сигналов.
5. Эксплуатационные
требования:
срок службы;
температура
внешней среды;
тре-бования
устойчивости
к линейным
ускорением,
вибрации, к
ударным перегрузкам,
к изменениям
атмосферного
давления и
влажности.
6. Характеристика
внешней нагрузки:
числовое значение
или закон изменения
ста-тического
момента нагрузки;
скорости и
ускорения вала
нагрузки.
2.2 Выбор серии
электродвигателей
По исходным
данным выбирают
серии двигателей
переменного
или постоянного
тока, соответствующих
требованиям
пп. 1 и 2 группы
привода (А, Б,
В или Г) (см. под-разд.
2.1), используя
каталоги или
ограничительные
перечни, например
таблице 2.1.
Из группы серий
и типов выбирают
двигатели,
удовлетворяющие
требованиям
пп. 1-5 исходных
данных, сравнивая
требования
с паспортными
характеристиками
конк-ретных
типов двигателей.
В первую очередь
отбирают серии,
соответствующие
напря-жению
питания, частоте
сети и требуемой
постоянной
времени (для
следящих систем),
затем, учитывая
степень обязательности,
выбирают серии
и типы, удовлетворяющие
требованиям
к конструкции,
сроку; службы
и устойчивости
к климатическим
и механи-ческим
воздействиям.
Сравнительные
характеристики
некоторых
серий двигателей
приведены
в таблицах 2.2
и 2.3. Если исходные
требования
перечнем серий
одной группы
не могут быть
удов-летворены,
используют
серии нижестоящих
групп в таблице
2.1: группу Б, например,
можно дополнить
перечнем групп
В или Г.
Таблица 2.1-Перечень
электродвигателей
предпочтительного
применения
Группа
|
Общая
характеристика
|
Серии
или типы
электродвигателей
|
переменного
тока
|
постоянного
тока
|
А
|
Специальные
|
для
аппаратуры
магнитной
записи
|
ЭДГ;
типы: АД-5; АДТ-6;
АДТ-1,6
КД-3,5
КДП-6-4;
ДК-16;
КД-б-4
|
ДКС;
ДКМ типы: Д16-06;
ВДС-02 МД-0,35-2ООО-9
|
интегрирующие
|
ИД-1;
ИД-2; ИД-9
|
ДИ-6-1500А |
для
потенциомет-рических
систем
|
РД-09 |
СЛ-267;
СЛ-367 |
Б
|
Нерегулируемые
|
общего
при-менения
Редук-торн.
двигатели
со встроенным
редуктором
|
УАД;
АОЛБ; АОЛ |
Дв.
авиац. Д-100; МА
Ред.:МКМ; МСВ;
МС-160; МФА; ДР-1; 5Р,
МН или ЭДН |
В
|
со стабилизиро-ванной
частотой вращения |
Г; ДСР;
ДСГ; ДСА; ДСМ;
ДСДР; ДСД; типы:
СД-09; ЭГ-10 |
ДПР;
ДПМ в исп. Н3;
ДРВ; ДП в исп.
Цр, |
Г
|
Управляемые
общего применения
в следящих
системах |
АДП;
ДИД; ЭМ; ДКМ; АД;
ДМ; АДИ;
ДАД;
АСМ;
с
тахоге-нераторами
АДТ; ДГ; СМА; СМБ
|
ДПМ;
ДПР; ДП, СЛ, ДП,
СД, ПЯ, |
Таблица
2.2-Электродвигатели
постоянного
тока
Характеристики
параметры
|
Серии
электродвигателей |
Д |
ДРВ
|
СД
|
ДПМ |
ДПP |
МИГ |
ДА |
Напряжение
питания
В,
|
<
6
|
+ |
- |
- |
- |
+ |
- |
- |
6 |
- |
- |
- |
- |
+ |
- |
- |
12 |
- |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
- |
27 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
60 |
- |
+ |
+ |
- |
- |
- |
- |
110 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Номиналь
ная мощно-сть,
Вт
|
от |
0,1 |
0,1 |
8,0 |
0,5 |
0,3 |
10 |
2,0 |
до |
200 |
300 |
150 |
14 |
80 |
600 |
600 |
Электромехани-ческая
постоян-ная
времени, мс
|
25…
100
|
15...100 |
11...150 |
45..90 |
12..20 |
1,3…8.5 |
30….160 |
С регулятором
скорости
|
- |
+ |
- |
+/- |
+/- |
- |
- |
С редуктором |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
С
тахогенер. |
- |
- |
- |
- |
+/- |
+/- |
- |
С
0В "Лев" и "Пр
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
+ |
С тормозной
муфтой |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
+/- |
Кол.
концов вала |
1/2 |
1 |
1 |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
1 |
С фланцевым
креплением |
+
|
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
+ |
С креплением
по диаметру |
+ |
- |
- |
+ |
+ |
- |
+ |
Последовательно-го
возбуждения |
+ |
- |
- |
- |
- |
- |
+ |
Параллельного
возбуждения |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
- |
- |
С постоянным
магнитом |
+ |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
- |
Срок
службы, тыс.
ч, макс. |
1,5 |
1,5 |
0,5 |
1,0 |
3,0 |
|
0,5 |
Устойчивость |
к
линейн. ускор
|
35
|
15 |
15
|
50
|
100
|
|
35
|
к вибрационным
нагрузкам |
12 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
15 |
К ударным
нагрузкам |
35 |
10 |
35 |
50 |
50 |
|
35 |
К внешн. температу-рам,
°С: |
|
85 |
85 |
60 |
60 |
60 |
|
85 |
|
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
|
60 |
К влажности,
%
|
98 |
98 |
98 |
98 |
98 |
|
98 |
К
внешнему
атмосферному
давлен, кПа |
2,5-150 |
2,5-150 |
2,5-200 |
50-
200
|
50-
300
|
|
2,5-
150
|
2.3. Выбор типоразмера
двигателя и
передаточного
отношения
редуктора
Энергетические,
кинематические
и динамические
показатели
привода зависят
одновременно
от характеристик
двигателя и
от параметров
редуктора.
Оптимальный
ва-риант сочетания
типоразмера
двигателя,
структуры
редуктора и
его передаточного
отно-шения
устанавливается,
на основании
энергетического,
кинематического
и динамиче-ского
расчета системы
ДВИГАТЕЛЬ-РЕДУКТОР-НАГРУЗКА.
Для приводов
группы А методика
такого расчета
разрабатывается
применительно
к конкретному
виду привода.
Таблица
2.3 Электродвигатели
переменного
тока
Характеристи-ки,
параметры |
Серия
єлектродвигателей |
АДП |
АДТ |
ДИД |
ДГ |
ЭМ |
ДKM |
АД |
Г |
ДСД |
ДСР |
Видпита-ния |
1-фазн.
3-фазн.
|
+ |