Проектирование подъемного механизма антенны

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

«Новосибирский государственный технический университет»

Кафедра проектирования технологических машин

Реферат

По дисциплине: «Научно-исследовательская практика»

На тему: «Проектирование подъемного механизма антенны с применением ШВП»

Работу выполнил:

Студент 1го курса МТФ, Зверев Е.А.

Группа: МАГ-591

Работу проверил:

Буланов П.А.

НОВОСИБИРСК, 2015

Введение

Передача винт-гайка качения - винтовая пара с промежуточными телами качения: шариками или роликами. Наиболее широко применяют шариковые винтовые передачи (ШВП). В шариковых винтовых передачах на винте и в гайке выполнены винтовые канавки (резьба) криволинейного профиля, служащие дорожками качения для шариков, размещенных между витками винта и гайки.

Достоинства:

- малые потери на трение;

- высокая несущая способность при малых габаритах;

- возможность реализации равномерного поступательного перемещения с высокой точностью;

- высокое быстродействие;

- значительный ресурс;

ШВП могут быть легко приспособлены для работы с электрическими, гидравлическими и другими приводами.

Недостатки:

- чувствительны к вибрации;

- чувствительны к загрязнению рабочих поверхностей абразивными частицами;

- более трудоемки в изготовлении;

К недостаткам можно отнести сложность конструкции гайки, необходимость высокой точности изготовления и хорошей защиты передачи от загрязнений.

Применение:

Шариковинтовые передачи применяются в исполнительных механизмах, следящих системах и в ответственных силовых передачах (станкостроение, робототехника, авиационная и космическая техника, атомная энергетика и др.). Перспективным считается создание и использование мехатронных узлов перемещения, включающих в свою структуру помимо передачи винт-гайка качения также приводной электродвигатель и элементы управления. Резьбы, применяемые в ШВП, изготовляют с криволинейным профилем: полукруглым (рисунок 1, а) и “стрельчатая арка” (рисунок 1, б). Наиболее распространение получила резьба с полукруглым профилем, позволяющая создавать конструкции ШВП с регулируемым натягом.

а) б)

Рисунок 1- Резьбы, применяемые в ШВП.

Устройство и принцип работы шариковинтовых передач

При вращении винта шарики вовлекаются в движение по винтовым канавкам, поступательно перемещают гайку и, выкатываясь из резьбы, через перепускной канал (канал возврата) возвращаются в исходное положение. Таким образом, перемещение шариков происходит по замкнутой внутри гайки траектории. Наиболее распространена конструкция ШВП, в которой канал возврата соединяет два соседних витка (рисунок 2). Число рабочих витков в гайке от 1 до 6.

Рисунок 2- Конструкция ШВП.

В станкостроении применяют трехвитковые гайки . Перепускной канал выполняют в специальном вкладыше (рисунок 2), который вставляют в овальное окно гайки. В трехвитковой гайке предусматривают три вкладыша, расположенные под углом 120° один к другому и смещенные по длине гайки на один шаг резьбы по отношению друг к другу. Таким образом, шарики в гайке разделены на три (по числу рабочих витков) независимых группы. При работе передачи шарики, пройдя по винтовой канавке на винте путь равный длине одного витка, выкатываются из резьбы в перепускной канал вкладыша, переваливают через выступ резьбы и возвращаются обратно в исходное положение на тот же виток гайки. Конструктивное ШВП с вкладышами имеют минимальные радиальные размеры, в них отсутствуют детали типа отражателей, а канал возврата имеет минимальную длину, что облегчает проталкивание шариков. Однако такая конструкция неприменима для передач с многозаходной резьбой. Гайки с большим числом витков применяют в тяжелонагруженных передачах крупных станков.

Основные характеристики ШВП

Стандартизованы шариковинтовые передачи, применяемые для комплектации металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станков, промышленных роботов, кузнечно-прессового оборудования.

Грузоподъемность. В каталоге приведены значения базовых статической осевой и динамической осевой грузоподъемностей шариковинтовых передач с трех витковыми гайками.

Базовая статическая грузоподъемность См - статическая центральная осевая нагрузка в Н, которая соответствует расчетному контактному напряжению в зоне контакта шарика и дорожки качения, равному 3000 МПа. Возникающая при этих контактных напряжениях общая остаточная деформация тела качения и дорожки качения приблизительно равна 0,0001 диаметра тела качения. Базовая динамическая осевая грузоподъемность Са - постоянная центральная осевая нагрузка в Н, которую шариковинтовая передача теоретически может воспринимать при базовом расчетном ресурсе, составляющем один миллион оборотов винта и соответствующем 90%ной надежности передачи.

В общем случае необходимая точность изготовления элементов передачи: винта, гайки, шариков - обусловлена требуемыми точностью перемещения ведомого звена, плавностью движения, постоянством натяга, постоянством движущего момента и др. Кинематическую точность ШВП характеризуют кинематической погрешностью винтовой пары - разностью между действительным и номинальным осевыми перемещениями одной из сопряженных деталей винтовой пары в их относительном движении. В соответствии с допускаемыми значениями кинематической погрешности установлены 10 классов точности ШВП. Радиальный зазор между винтом и гайкой до создания предварительного натяга регламентирован для стандартных ШВП с полукруглым профилем.

Радиальный зазор измеряют при смещении в радиальном направлении собранной гайки под действием силы, превышающей силу тяжести гайки в 1,5 … 2 раза. шариковинтовой передача холостой момент

Осевая жесткость - отношение осевой силы, приложенной гаечной группе, к осевому перемещению ее корпуса относительно винта при условии, что винт не проворачивается.

Момент холостого хода замеряют в контролируемой передаче, установленной в центрах стенда, при вращении винта с частотой 100 мин-1.

Числовые значения основных характеристик регламентированы отраслевыми стандартами.

Материалы винта, гайки и тел качения должны обеспечить твердость рабочих поверхностей не ниже 61 HRC.

Винты изготовляют из сталей: марки ХВГ с объемной закалкой, марки 8ХВ с закалкой при индукционном нагреве, марки 20Х3МВФ с азотированием. Для гаек применяют стали марок ШХ15, ХВГ с объемной закалкой и цементируемые стали марок 18ХГТ, 12ХН3А.

Шарики изготовляют из хромистых сталей марок ШХ15, ШХ20СГ.

Полость гайки при сборке заполняют пластичным смазочным материалом марок ЦИАТИМ-201 или ЦИАТИМ-203.

ШВП в зависимости от условий работы и предъявляемых к ним требований подразделяют на передачи с зазором и передачи с натягом. Во-первых, осевой зазор всегда выбирается в одну сторону вследствие действия осевой силы: силы тяжести груза, силы сопротивления перемещаемого узла и т. п. Во-вторых, зазор устраняют при сборке предварительным нагружением элементов передачи осевой силой, обеспечивающей необходимую осевую жесткость.

Список литературы

1. Анурьев В.И. - Справочник конструктора-машиностроителя, т.1. М.: «Машиностроение», 1980 - 723 с.

2. Анурьев В.И. - Справочник конструктора-машиностроителя, т.2. М.: «Машиностроение», 1980 - 539 с.

3. Анурьев В.И. - Справочник конструктора-машиностроителя, т.3. М.: «Машиностроение», 1980 - 576 с.

4. Анфимов М.И. - Редукторы. Конструкции и расчет. М.: «Машиностроение», 1972.

5. Беляев В.Г. Винтовые механизмы качения в станках с ЧПУ и роботах. М.: «Мосстанкин», 1984.

Размещено на Allbest.ru