Механизм поворота и ориентации панели солнечной батареи ИСЗ
2.2.1 Проектировочный расчет
1. Принимаем число зубьев шестерни равное: ;
2. По заданному передаточному отношению вычисляем число зубьев колеса:
;
3. Определение частот вращения и угловых скоростей валов:
— ведущего:
,;
— ведомого:
, .
4. Определение крутящих моментов на валах:
— на ведущем валу:
— на ведомом валу:
5. Базовое число циклов перемены напряжений шестерни и колеса:
6. Определение чисел циклов перемены напряжений шестерни и колеса:
;
;
.
7. Определение допускаемых напряжений:
а) контактные:
;
где: ;
;
;
;
;
В качестве расчетного принимаем .
б) изгибные:
,
где: ;
, т.к. ;
;
.
в) предельные:
8. Определение коэффициентов расчетной нагрузки:
При твердости , 6-ой степени точности и
;
Принимаем ;
9. Определим начальный (делительный) диаметр шестерни:
где:
Из конструктивных соображений .
10. Модуль зацепления:
По ГОСТ 9563-60 , тогда
2.2.2 Проверочный расчет
1. Проверка передачи на контактную выносливость:
Предварительно устанавливаем следующие параметры:
для прямозубых колес.
Окружная скорость:
Коэффициент расчетной нагрузки:
Принимаем:
Определяем удельную расчетную окружную силу:
Недогрузка равна 49.55%.
2.Проверка передачи на изгибную выносливость:
;
, для ;
, для ;
; .
Так как , проверяем на прочность зуб шестерни:
3. Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки (проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома):
4. Определение геометрических размеров шестерни и колеса:
5. Определяем диаметр отверстия под вал в колесе:
Конструктивно принимаем диаметр вала 4 мм.
6. Подбор шпонки: принимаем призматическую шпонку с размерами
Потребная длина шпонки определяется из условия прочности шпоночного соединения на смятие:
Конструктивно принимаем длину шпонки 1.0 мм.
2.3 Расчет планетарной ступени
Исходные данные:
Требуемое передаточное отношение ;
Частота вращения ведущего вала ;
Момент на валу шестерни ;
КПД подшипников качения ;
Коэффициент трения в зацеплении ;
Срок службы; .
2.3.1 Кинематический расчет
Схема планетарной передачи
рис.2.1
Подбор чисел зубьев планетарного механизма произведем с одновременным выполнением обязательных условий обеспечения передаточного отношения, соосности, соседства и сборки, используя теорию целочисленных уравнений.
Для принятого передаточного отношения можно взять количество сателлитов .
Генеральные уравнения для планетарного механизма типа имеют вид:
,
где N-любое целое число.
Подставив в них численные значения, получим систему:
Приняв число зубьев ведущего (солнечного) колеса , получим:
; .
Проверка правильности выполнения подбора чисел зубьев:
1) Уравнение передаточного отношения:
2) Уравнение соосности:
3) Условие соседства:
77.94>74
4) Условие сборки:
Все условия выполняются, поэтому можно взять для дальнейших расчетов найденные числа зубьев.