Проектирование электронного оборудования на горизонтальную коррекцию фар на автомобиль Лада гранта

Колесо червячное:d2 = 32мм; dа2 = 33,6мм; b2 = 7,6 мм.Диаметр ступицыне менее диаметра D4=10, мм передачи винт-гайка:Принимаем dСТ2 =12 мм.Длинна ступицы не менее высоты гайки Hг =12 мм передачи винт-гайка:Принимаем LСТ2 =12мм4.7 Конструктивные размеры шестерни и колесаТехнологичнее изготавливать шестерню и вал отдельными деталями, но в данном случае мы имеем маленькое расстояние между впадинами зубьев и шпоночным пазом и поэтому шестерню выполним за одно целое с валом и червяком. Размеры шестерни и колеса, определенные ранее:d1= 6мм; da1= 6,5мм; b1= 6мм;d2= 30мм; da2= 30,5мм; b2= 5мм; dк2= 6 ммРисунок 14 - Колеса зубчатые цилиндрические. Конструкция и размерРасчет размеров колеса:– диаметр ступицы dcт=1,5dк2= 1,6 6 = 9 мм;–длина ступицыlct= 1,3 dк2 = 1,3 6 = 7,8 мм,принимаем lct= 8 мм;– толщина обода0 = 3mn = 3 0,25 = 0,75 мм,– толщина дискаC = 0,3b2 = 0,3 5 = 1,5 мм,принимаем С= 5 мм.4.5 Предварительный расчет валовВедущий вал червячной передачи:Диаметр выходного конца при допускаемом напряжении (по формуле 8.16[1])По ГОСТ принимаем dВ1 =4ммДиаметры подшипниковых шеек dП1 = 5ммРасстояние между опорами червяка l1 = 26,0 ммВедомый вал:Диаметр выходного конца:Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда [1, c 162]Принимаем dВ2 = 5мм.Диаметр вала под подшипниками dП2 = 15мм4.6 Конструктивные размеры червяка и червячного колесаЧервяк выполняется за одно целое с валоми зубчатым колесом Iступени, его размеры определены выше:d1 = 9,6 мм; da1 = 11, 2мм; b1 =8,8 мм.Колесо червячное:d2 = 32мм; dа2 = 33,6мм; b2 = 7,6 мм.Диаметр ступицыне менее диаметраD4=10, мм передачи винт-гайка:Принимаем dСТ2 =12 мм.Длинна ступицы не менее высоты гайки Hг =12 мм передачи винт-гайка:Принимаем LСТ2 =12мм4.7 Конструктивные размеры шестерни и колесаТехнологичнее изготавливать шестерню и вал отдельными деталями, но в данном случае мы имеем маленькое расстояние между впадинами зубьев и шпоночным пазом и поэтому шестерню выполним за одно целое с валом и червяком. Размеры шестерни и колеса, определенные ранее:d1= 6мм; da1= 6,5мм; b1= 6мм;d2= 30мм; da2= 30,5мм; b2= 5мм; dк2= 6 ммРисунок 10 - Колеса зубчатые цилиндрические. Конструкция и размерРасчет размеров колеса:– диаметр ступицы dcт=1,5dк2= 1,6 6 = 9 мм;–длина ступицыlct= 1,3 dк2 = 1,3 6 = 7,8 мм,принимаем lct= 8 мм;– толщина обода0 = 3mn = 3 0,25 = 0,75 мм,– толщина дискаC = 0,3b2 = 0,3 5 = 1,5 мм,принимаем С= 5 мм.6. Конструктивные размеры корпуса редуктораТолщина стенок корпуса и крышки:Принимаем Принимаем Толщина фланцев (поясов) корпуса и крышки7. Эскизная компоновка редуктораПервый этап компоновки редуктора:Принимаем зазор между стенкой и ступицей червячного колеса L1 = 260мм; L2 = 186мм; LСТ2 = 110мм; aw = 180мм; d1 = 104мм; d2 =256мм.В связи с тем что в червячном зацеплении возникают значительные осевые усилия, принимаем радиально упорные подшипники; шариковые средней серии для червяка и пару роликовых конических, и шариковые радиально-упорные легкой серии для вала червячного колеса (таблица П6 и П7[1]).Рисунок 11 - Эскизная компоновка редуктора8. Выбор сорта маслаДля проектируемого редуктора применяем консистентную смазку ЛИТОЛ 249. Посадки зубчатого колеса НА ВАЛ ДВИГАТЕЛЯВ соответствии с рекомендациями [2, с.263] назначаем: – посадку зубчатого колеса на вал Н7/p6.10. Проектировочный расчет электрооборудования10.1Анализ технического задания и выбор вариантарешенияВ соответствии с заданием необходимо спроектировать электропривод горизонтальной коррекции фар на автомобиль Лада грант.Критерием разработки являются аппаратные затраты точность и надежностьустройства для использования в данных условиях.Технические требования:- контроль и индикация - контроль, регулировка и индикация положения фар относительно кузова (дорожного полотна);Измерение угла поворота руля датчикомКакие виды бываютВ зависимости от производителя, модели автомобиля и года выпуска, применяются несколько типов датчиков, при помощи которых измеряется угол поворота руля, а также сопутствующие величины (скорость и направление поворота).Потенциометрического типа. Это простейшее контактное устройство, состоящее из двух потенциометров. Обычно устанавливаются на рулевой колонке. Со временем изнашивается, так как имеет подвижные контакты.Рисунок 16 - Датчик положения руля потенциометрического типаОптического типа.Это более современный и надежный вариант датчика измерения угла поворота рулевого колеса. В его состав входит специальный кодирующий диск, преобразователи (светодиоды, фоторезисторы) и приемный блок.Рисунок 17 - Датчик положения руля оптического типаМагниторезистивного типа. Точно определяет угол, направление и скорость поворота. Состоит из корпуса, подвижных магнитных пластин и магниторезисторов. Служит регулятором скорости электродвигателя усилителя руля.Рисунок 18 - Датчик положения руля магниторезистивного типа Последний — самый функциональный и современный вид сенсорных устройств, устанавливается на элитные марки автомобилей.Разработаем потенциометрическую систему.Она самая простая и компактная, не нуждается в электронных элементах в своем составе. Ее преимуществом является устойчивость к электромагнитным помехам. Работа прибора основана на пропорциональном изменении сопротивления датчика при различных углах поворота руля. Два переменных резистора, при повороте руля водителем, изменяют свое сопротивление, что фиксируется приемным электронным блоком.Рисунок 19 -Схема датчик положения руля потенциометрического типаНедостатком данных датчиков является изнашиваемость движущихся элементов.В оптических сенсорах, применяют источник света в виде светодиодов, который попадает на фоторезисторы некоторыми импульсами через специально размеченный диск. При вращении рулевой колонки, срабатывает датчик угла поворота руля — фоторезисторы уменьшают свое сопротивление при попадании на них света, и наоборот. Диск состоит из внутренней и наружной плоскостей. Каждая из них предназначена для подачи светового сигнала, дающего информацию о разных параметрах — угле поворота и направлении движения руля.Рисунок 20 - Датчик положения руля оптического типаК недостаткам системы относится отсутствие универсальности измерения. Такой параметр, как угловая скорость вращения недоступен. Для его регистрации применяются магниторезистивные элементы.В магниторезистивном датчике поворота и измерения скорости движения рулевого колеса имеются движущиеся магниты. Они вращаются относительно неподвижных магниторезисторов, закрепленных в корпусе, при помощи зубчатых колес с определенным числом зубьев. Во время вращения магнитов происходит изменение магнитного поля, что влечет за собой изменение сопротивления резисторов.Рисунок 21– Схема датчик положения руля магниторезистивного типаВ данный момент, магнитные приборы самые востребованные в России, а также на мировом рынке автомобилестроения, так как они достаточно точно помогают в регулировке работы электропривода руля.Датчик этого типа разработаем для управления сервоприводом.Регулятор положения фар - по сути потенциометр, подключенный между +12 и общим проводом и формирующий на выходе управляющее напряжений в зависимости от положения. Сам привод корректора фар выставляет угол фары в зависимости от управляющего напряжения.10.2Разработка принципиальной схемыРазработка принципиальной схемы в программе Proteus 8 и Multisim 14.а)б)с)Рисунок22 – Моделирование разрабатываемой схемы в Proteusа, б – в крайних, с – среднем положении руляМаксимальный угол поворота фары устанавливаем подбором резисторов R4, R7.Резистор RV1- многооборотный( для каждой фары) размещаем на рулевой колонке. Остальные компоненты размещаем на печатной плате в блоке управления. Магнитоэлектрический датчик размещаем в корпусе редуктора. Постоянный магнит закрепляем на червячном колесе.Рисунок 23 – Печатная плата блока управления Расчет усилительного транзиторного каскадаВыбор транзистора, определение напряженияисточника питания, расчет сопротивления резисторовИсходные данные:Сопротивление нагрузкиRн= 500 Ом;Амплитуда напряжения в нагрузке Uнм=2.25 В;Внутреннее сопротивление источника сигнала R0= 150 Ом;Допустимые частотные искажения на граничной частоте Мп=Мв=1,41;Максимальная температура окружающей среды Тм=40 0С; Рассчитаем сопротивление резистора коллекторной цепи транзистора: , Ом (1)где: КR–коэффициент соотношения сопротивлений RНиRК.КR=1,2-1,5 при RН≤1 кОм;КR=1,5-5,0 при RН>1 кОм. кОм.Номинал резистора RК выбираем по приложению 2, RК=1.1 кОм.Определим эквивалентное сопротивление нагрузки каскада, Ом (2) Ом.Найдем амплитуду коллекторного тока транзистора: , А (3) мА.Определим ток покоя (ток в рабочей точке) транзистора , А (4)где: kз– коэффициент запаса kз– 0,7-0,9kз– 0,7 максимальные нелинейные искажения,kз– 0,95 максимальный КПД. мА.Рассчитаем минимальное напряжения коллектор – эммитер в рабочей точке транзистора:, В (5)где: U0 – напряжение коллектор – эммитер, соответствующее началу прямолинейного участка выходных характеристик транзистора, В; В.Если Uкэпmin – меньше типового значения Uкэп=5 В, то выбираем Uкэп=5 В.Рассчитаем напряжение источника питания , В (6) ВЗначение расчетного напряжения округлим до ближайшего целого числа, 22 В. Принимаем напряжение питания 22 В.Определим и выберем номинал сопротивления резистора эммитерной цепи транзистора., Ом(7) Ом.Номинал резистора Rэ выбираем по приложению 2, Rэ=680 Ом.Выбираем транзистор из приложения 1 по параметрам: а) Максимально допустимое напряжение коллектор – эммитерUкэдоп≥Uп , В (8) б) максимально допустимый средний ток коллектораIк доп>Iкп , А (9)в) Максимальная мощность рассеивания на коллекторе Ркmax при наибольшей температуре окружающей среды Тm. , Вт (10)Ркmax– находится по формуле: , Вт (11)где: Ркдоп – максимально допустимая мощность рассеивания на коллекторе при температуре окружающей среды Т0, Вт;Тнmax – максимальная температура перехода, 0С;Т0– температура окружающей среды, при которой нормируется Ркдоп, 25 0С;По максимально допустимому напряжению эммитер – коллектор и максимально допустимому среднему току коллектора выбираем транзистор КТ-315 Г. В;мАВычертим выходные характеристики выбранного транзистора.На выходных характеристиках транзистора КТ 315 Г строим нагрузочную прямую постоянного тока по тчкам А и В.Точка А:, В , А (12) В АТочка В:, В , АВ А.Нанесем рабочую точку С на нагрузочную прямую с координатойIк=Iкп=9.351*10-3 А, уточним напряжение Uкэ в точке покоя Uкэп=4 В. мВт мВтСледовательно транзистор КТ 315 Г выбран правильно.Находим координаты рабочей точки Iбн=1.5 мА, Uбэп =0,47 В.Определим ток базового делителя Rб1,Rб2. , А (13)АРассчитаем сопротивление резистора базового делителя:, Ом (14) Ом.Выбираем номинал сопротивления резистора Rб2= 910 Ом.Определяем сопротивление резистора базового делителя: , Ом (15)Ом.Принимаем номинал резистора Rб1 3 кОм.Найдем эквивалентное сопротивление базового делителя, Ом (16) ОмБиблиографический список1. Комаров С.Б. Расчет и проектирование привода с клиноременной передачей и одноступенчатым цилиндрическим косозубым редуктором/С.Б. Комаров. Екатеринбург:ГОУ ВПО УГТУ–УПИ. 2006. 76 с.2. Курсовое проектирование деталей машин / С. А. Чернавский [и др.] М.: Машиностроение, 1988. 416 с.3. Чернилевский Д.В. Основы проектирования машин / Д.В. Чернилевский. М. : УМ и «Учебная литература», 1998. 472 с.4. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин / Калининград: Янтарный сказ, 2004. 455 с.5. Иванов М.Н. Детали машин / М.Н. Иванов, В.А. Финогенов. М. : Высшая школа, 2003. 408 с.6. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. М. : Издательский центр «Академия», 2004. 496 с. 7. Проектирование механических передач / С.А. Чернавский [и др.] М. : Машиностроение, 1984. 560 с.Приложение