Міністерство науки і освіти Російської Федерації
Тульський державний університет
Кафедра «Проектування автоматизованих комплексів»
ВИПУСКНА КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА
за напрямом 550200 «Автоматизація та управління»
на тему: «Проектування електроприводу тепловізійної системи супроводу».

студента групи. 120901

Семенова Сергія Анатолійовича

Керівник ВКР від університету: доц., К.т.н. __________________Нікітін В.А.
Тула 2004
Реферат
Пояснювальна записка до ВКР: с, рисунків, джерел.
Ключові слова: тепловізіонная система, автосупроводження, електропривод, горизонтальне наведення, кінематичні параметри, виконавчий двигун, математична модель, синтез, трипозиційні управління, автоколивання, моделювання, частотні характеристики, перехідний процес, виконавчий механізм.
У цьому випускний кваліфікаційної роботи спроектований замкнутий по швидкості виконавчий привід горизонтального наведення тепловізійної системи автоматичного супроводу цілей типу вертоліт і танк, розміщений на нерухомому підставі. Проведено розрахунки кінематичних та енергетичних характеристик виконавчого механізму, обраний виконавчий двигун постійного струму ДП 90-60, розраховане передавальне число редуктора, параметри математичної моделі. Проведено синтез трипозиційний автоколебательной системи управління приводу і визначені основні динамічні характеристики методом математичного моделювання. Розроблено кінематична схема виконавчого механізму, і розраховані її основні конструктивні параметри.

Зміст.
Введення. 4
1. Проектування електроприводу тепловізійної системи супроводу. 9
1.1. Розрахунок кінематичних характеристик. 9
Вибір режимів роботи приводу. 9
1.2 Розрахунок енергетичних характеристик виконавчого механізму. 13
1.3 Вибір передавального числа редуктора. Визначення наявних. 16
кінематичних характеристик. 16
1.4 Розрахунок зон супроводу мети. 18
1.5 Розрахунок параметрів матмоделі виконавчого двигуна та статичних характеристик. 20
1.6 Синтез замкнутого по швидкості приводу і визначення його характеристик. 24
1.6.1 Вибір закону керування. 24
1.6.2 Результати математичного моделювання. 28
2. Розробка кінематичної схеми редуктора. 32
Висновок. 39
Список літератури .. 41
Додаток ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 42

Введення.

Призначення і завдання, які вирішуються ПТРК. Вибір типу системи автосупроводження мети.
Важлива роль в умовах сучасного бою відводиться танкам. Танк по праву вважається ударною силою наземних військ. Враховуючи вирішальну роль танків та інших об'єктів бронетанкової техніки в забезпеченні успіху наземного бою, в арміях всіх країн приділяють велику увагу розробці та вдосконаленню різного роду протитанкових засобів, якими в даний час озброюються багато роду військ: бронетанкові, ракетні, авіаційні, піхотні, десантні та ін .
При всьому різноманітті протитанкових засобів як основного зброї використовуються протитанкові ракетні (ПТРК) та ракетно-артилерійські комплекси, основними перевагами яких є велика дальність стрільби (4-6 км), висока бронепробиваемость, гнучкість основних засобів, невеликі габаритні розміри, нескладність ракет і пускових установок.
Постійна модернізація бронетанкової техніки, спрямована на підвищення її захисту (збільшення товщини броні, оснащення динамічним захистом, засобами постановок пасивних і активних оптичних і радіолокаційних перешкод, нічними прицілами), збільшення дальності прицільної стрільби танкових гармат поставили перед розробниками ПТРК завдання скорочення часу виявлення мети, моменту відкриття вогню, збільшення дальності стрільби, перешкодозахищеності, забезпечення всесуточності і всепогодности застосування.
Виконання зазначених вимог в одному зразку неможливо технічно і недоцільно з економічної точки зору. Тому для протитанкових комплексів III покоління рекомендується використовувати замість дорогого в реалізації принципу "вистрілив-забув", який раніше вважався основною ознакою систем III покоління, принцип "бачу-стріляю" при спостереженні за цілями в оптичний або тепловізійний приціл, що дозволяє забезпечити незалежність характеристик виявлення різних цілей від їх сигнатур * в оптичному та ІЧ діапазонах електромагнітних хвиль.
Використання лазерно-променевою системи керування з великим енергетичним потенціалом і тепловізійного прицілу забезпечує практично повну захищеність від активних і пасивних (бойові дими) оптичних перешкод.
Пасивний характер роботи оптико-механічних та оптико-електронних (тепловізійних) систем виявлення і супроводу ланцюгів підвищує скритність, перешкодозахищеність і, як наслідок, виживання комплексів на полі бою.
Тепловізіонная система автосупроводу: цілі, призначення, склад, режим роботи.
Для комплексу, що працює на нерухомому підставі, тепловізіонная система автосупроводу мети може бути побудована відповідно до функціональної схеми (рис. 1).

Автомат супроводу

ТПВ

Мета

Дод
обробки

Задає пристрої під

Реш.
Дод

СКУ

ЕіУ

КФ ^АС

ДДУ

КС

Дв

ТГ

SHAPE \ * MERGEFORMAT

ТПВ - тепловізор
СКУ - відеоконтрольний пристрій
ЕіУ - електронне виконавчий пристрій
КФ ^АС - коригуючий фільтр контуру автосупроводження
ДДУ - гіроскопічний датчик кута
КС - компенсує зв'язок
Дв - виконавчий електродвигун
ТГ - тахогенератор
Р - редуктор
Рис. 1. Функціональна схема тепловізійної схеми автосупроводження цілі ПТРК.
Чутливим елементом, що виділяють координати, є тепловізійний автомат. За допомогою ІЧ об'єктива тепловізор приймає теплове випромінювання від цілей і місцевих предметів, конвертувати охолоджуваним матричним фотоприймачем з зарядовим зв'язком (ПЗЗ - матрицею) в електричний сигнал, який формує видиме зображення теплової картини в телевізійному стандарті. Розгортка зображення (за елементна передача зображення) здійснюється по всій робочій поверхні світлочутливого шару. У системах електронного стеження зі стежить стробом на це зображення накладається підсвічується прямокутник (вікно стеження - строб), що визначає просторову область чутливості візира і відповідний положенню початку стежить системи координат. У режимі спостереження строб вручну поєднується з обраним об'єктом стеження по екрану допоміжного відеоконтрольного пристрою, після чого система переходить в режим автосупроводження. При зсуві проекції об'єкту по поверхні фотокатода щодо стежить стробі на виході вирішального пристрою утворюється напруга неузгодженості, яке надходить на електронне виконавчий пристрій (інтегратор). Вихідний сигнал інтегратора по ланцюгу зворотного зв'язку впливає на задає пристрій так, що формуються їм сигнали змінюються, і положення стробі поєднується з проекцією об'єкта.
Задає пристрій зберігає в пам'яті зображення типових цілей. У вирішальному пристрої необхідний інформаційний параметр відеосигналу порівнюється з надходять з пристрою, що задає, на основі чого і формується сигнал неузгодженості

.
Цей сигнал відпрацьовується контуром автосупроводу, виконавчим елементом якого є замкнутий по швидкості електропривод постійного струму, і використовується як керуючий сигнал для повороту тепловізора у напрямку поєднання його осі з метою.
Таким чином, система супроводу є 2х - контурній, грубий канал якої забезпечує переміщення тепловізора, а точний здійснює рух стежить стробі обрамляє мета, за допомогою електронного виконавчого пристрою.
Коригувальний фільтр КФ _АС забезпечує точність і стійкість контуру автосупроводження. Гіроскопічний датчик кута ДДУ стабілізує зображення при роботі рухової установки КУВ.
Для збільшення точності стеження може використовуватися компенсує зв'язок КС, що представляє собою суму похідних сигналу неузгодженості і швидкості виконавчого механізму, і характеризує швидкість мети:

(1)
Незважаючи на те, що виконавчий привід є силовим елементом контуру автосупроводу, він повинен забезпечувати малу інерційність, широку смугу пропускання, тобто надавати мінімальний вплив на динаміку системи стеження.
Метою цієї роботи є проектування виконавчого приводу тепловізійної системи автосупроводження за наступними вихідними даними:

Параметри руху
Вертоліт	Танк




Параметри навантаження

1. Проектування електроприводу тепловізійної системи супроводу

1.1. Розрахунок кінематичних характеристик Вибір режимів роботи приводу

Виконавчим елементом тепловізійної системи супроводу мети, що працює на нерухомому підставі, є замкнутий по швидкості привід.
Виконавчий механізм приводу повинен долати наявну на вихідному валу навантаження і розвивати швидкості і прискорення, що забезпечують спостереження за вхідним керуючим впливом.
Аналіз кінематичних характеристик є важливим етапом процесу проектування, який потрібно проводити безпосередньо після виявлення технічних вимог до приводу. Значення швидкостей і прискорень, які може розвивати реальний привід, обмежені за величиною.
Якщо потрібні швидкість і прискорення вище тих значень, які здатний забезпечити привід, то спроби отримати задовільне функціонування приводу введенням будь - яких коригувальних пристроїв будуть марні, ніяка система управління виконавчим двигуном не може забезпечити необхідні моменти і швидкості, якщо вони не закладені в самій конструкції виконавчого механізму.
Розрахунок дозволяє визначити кутові швидкість і прискорення приводу, а також моменти часу, коли вони досягають екстремальних значень. Вихідними даними для розрахунку є закон руху цілі і його параметри. У практиці стежать систем часто реалізується закон рівномірного прямолінійного руху, що характеризується постійним значенням лінійної швидкості мети.

- Відстань від початку координат до об'єкта спостереження.

- Проекція

на горизонтальну площину.

- Проекція

на вісь X.
Нумерацію формул

(2)

(3)

(4)

- Швидкість мети;

- Початок спостереження;

- Поточний час спостереження;

- Параметр (відстань між двома паралельними курсами);

- Висота мети;
Визначимо кінематичні характеристики горизонтального каналу:

(5)

(6)

, (7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)
Кутові швидкості і прискорення визначені для швидкостей мети V = 100м / с (вертоліт) і V = 20м / с (танк) для діапазонів зміни параметрів p = 0,1-2 км, H = 5-50 м, D _н = 0 - 8 км, D _г = 0-6 км. Потрібних значення швидкостей і прискорень визначалися до курсової дальності 500 м.
Всі розрахунки виконані за допомогою Microsoft Excel і наведені в додатку.
При супроводі цілі до курсової дальності 500м максимальні значення кінематичних параметрів на різних траєкторіях спостерігаються для вертольота, що рухається зі швидкістю 100 м / с, і становлять (таблиця 1):
Таблиця 1

P = 0,1 км	P = 0,2 км	P = 0,3 км	P = 0,5 км	P = 1 км	P = 2 км
0,0385	0,069	0,0882	0,1	0,08	0,0471
0,0148	0,0238	0,026	0,02	0,0064	0,0011

\ S
Рис. 2. - Значення швидкості і прискорення вертольота.
Максимальні значення кінематичних параметрів спостерігаються у двох режимах:
- При p = 0,5 км

;
- При р = 0,3 км

1.2 Розрахунок енергетичних характеристик виконавчого механізму

Проаналізуємо потребную потужність приводу в режимах максимальної швидкості і максимального прискорення

(13)

На курсової дальності Dк = 500 м максимум потужності спостерігається при р = 0,5 км (рис. 3) і становить 7,6 Вт

\ S
Рис. 3. - Графік потрібної потужності горизонтального каналу на

для всіх параметрів

.
Потужність, що розвивається ВД, витрачається не тільки на подолання моментів опору і моменту інерції навантаження, а й власних моментів ІМ, тому виконавчий двигун повинен бути обраний з запасом по потужності. Забезпечення високої характеристики плавності вимагає вибору двигуна з запасом по потужності не більше 10 разів.
В якості виконавчого елемента можуть застосовуватися двигуни постійного струму, змінного струму, електромагнітні муфти з приводним двигуном. У результаті аналізу апаратного складу, динаміки електричних масових характеристик, надійності та технологічності виявляються потужностні діапазони переважного застосування того чи іншого типу виконавчого елементу. У діапазоні потужностей до 500 Вт електропривод постійного струму розвиває великі прискорення, що дозволяють сформувати широкосмуговий контур управління. Малі помилки і висока добротність, застосування ефективних схем нелінійного управління дозволяють забезпечувати високу точність і плавність стеження.
Головною перевагою двигунів постійного струму з незалежним і магнітоелектричним збудженням є лінійність їх механічних і регулювальних характеристик, що поряд з чудовими енергетичними характеристиками стало причиною їх широкого розповсюдження в якості виконавчих елементів систем, що стежать.
Найкращими характеристиками серед двигунів постійного струму вважають малоінерційні електродвигуни з порушенням від постійних магнітів і гладким якорем (серії ДПР, ДПМ, ДП, ЕДМ, МІГ), але вони використовують у своїй конструкції дефіцитні рідкоземельні метали і мають високу вартість. В якості виконавчого елемента приводу був обраний двигун постійного струму ДП 60-90-6-Р10, реверсивний, малоінерційний, постійного струму, малої потужності з гладким якорем, збудливий від постійних магнітів, призначений для приводів стежать систем.

ДП 60-90-6-Р10
Номінальна напруга
Номінальна потужність
Номінальна швидкість
Номінальний момент
Номінальна сила струму
Пусковий момент
Опір якоря

Момент інерції двигуна
Момент тертя двигуна

Як датчик швидкості двигуна будемо використовувати тахогенератор постійного струму, встановлений безпосередньо на валу виконавчого двигуна. Тип тахогенератора визначається типом виконавчого двигуна. Він повинен володіти найбільшою крутизною, що забезпечує подолання зашумленості вимірюваного сигналу на малих швидкостях руху, малими статичними і інерційними моментами, найбільшим ресурсом. Зазначеним вимогам задовольняє тахогенератор постійного струму 2,5 ТГП-6, що має такі паспортні характеристики:

2,5 ТГП-6
Номінальна швидкість
Крутизна вихідного сигналу
Момент інерції тахогенератора
Момент тертя тахогенератора

Приймемо:

Момент тертя редуктора
Момент інерції редуктора

1.3 Вибір передавального числа редуктора. Визначення наявних

кінематичних характеристик.

З метою найбільш повного використання ВД, вибір передавального числа редуктора здійснюється в точці відповідного максимуму наявного прискорення, при цьому враховується взаємне розташування графіків, наявних і потрібних кінематичних параметрів.
При розрахунку наявних кінематичних характеристик врахуємо негр створювані виконавчим механізмом.

(14)

(15)

- Номінальний момент двигуна

- Сумарний момент тертя та інерції виконавчого механізму

(16)

- Передавальне число редуктора;

- Номінальне значення кутової швидкості двигуна

(17)

- ККД редуктора з прямозубих циліндричних передачами

\ S
1 - располагаемое прискорення (

)
2 - розташовується швидкість (

)
3 - потрібне прискорення (

)
4 - потребная швидкість (

)
Рис. 5. - Визначення передатного числа редуктора.

(18)

(19)
Передаточне число редуктора виберемо рівним 2850. При цьому

Перевірка виконавчого двигуна по швидкості, моменту, потужності.
За швидкістю -

(Вірно)
За развиваемому моменту -

(Вірно)
За потужністю -

90 Вт> 19,38 Вт (вірно)

1.4 Розрахунок зон супроводу мети.

Діапазон застосування слідкуючого приводу може бути оцінена шляхом побудови зон граничних швидкостей і прискорень приводу. Простір всередині зони є забороненим.
Наочне уявлення про зону дає ізометрична проекція, побудована в тривимірному координатному просторі (

), Але найчастіше будують вертикальні і горизонтальні перетину зон. Вертикальні перетину представляють собою проекцію просторової зони на координатну площину (

), Обчислену в припущенні

. Горизонтальні перерізи представляють собою проекцію просторової зони на координатну площину (

), Обчислену в припущенні

. Діапазони зміни

задаються технічним завданням.
В якості граничних значень швидкостей і прискорень можуть розглядатися потрібні, максимальні наявні характеристики, розраховані в п.1.3. або інші.

(20)

(21)
Горизонтальні перерізи зон граничних швидкостей представляють собою кола радіусом

і центром зміщеним вздовж осі р на величину радіуса кола (рис. 6).

Рис. 6
Горизонтальні перерізи зон граничних прискорень представляють собою 4х пелюсткову криву, кожна пелюстка якої розташований в одному з квадрантів, симетрично щодо бісектриси прямого кута (рис. 7).

\ S
Рис. 7
Для швидкості цілі 100 м / с зона по швидкості:

;
щодо прискорення:

1.5 Розрахунок параметрів матмоделі виконавчого двигуна та статичних характеристик.

Поведінка двигуна постійного струму в динаміці описується системою диференціальних рівнянь, з яких одна є рівнянням рівноваги напруги на двигуні, інше - рівняння рівноваги моментів.

(22)

(23)
Момент двигуна М _дв, є результатом взаємодії струму, що протікає по обмотці якоря і магнітного потоку збудження. При постійній величині потоку збудження, момент двигуна дорівнює:

(24)
Се - коефіцієнт моменту, залежить від конструктивних параметрів двигуна, величини потоку порушення:

(25)
де

- Число активних провідників в обмотці якоря,

- Число пар полюсів,

- Число паралельних гілок,

- Потік збудження.

(26)
При обертанні якоря, його обмотка перетинає силові лінії, магнітне поле збудження наводить у ній ЕРС спрямовану у зворотний бік прикладеної до якоря напруги і називається противо ЕРС.
Величина її визначається кутовою швидкістю обертання якоря, величиною магнітного потоку збудження і конструктивними параметрами двигуна, при постійній величині потоку збудження

(27)
Швидкість холостого ходу двигуна:

(28)
де

- Пусковий момент;

- Номінальний момент;

- Номінальна швидкість;
Електромеханічна постійна двигуна з урахуванням навантаження:

(29)

(30)
Розрахунок параметрів матмоделі двигуна ДП 60-90-6-Р10
Швидкість холостого ходу

Електромеханічна постійна часу власне двигуна

Електромеханічна постійна часу з урахуванням навантаження

Коефіцієнт передачі двигуна по моменту

Коефіцієнт противо ерс

Номінальна електрична потужність

Номінальна механічна потужність

Максимальна механічна потужність

Індуктивність якірного ланцюга

Механічні характеристики виконавчого двигуна при різних напругах мають вигляд (рис. 8).

\ S
1 - механічна характеристика виконавчого двигуна при 27 В
2 - механічна характеристика виконавчого двигуна при 24 В
3 - механічна характеристика виконавчого двигуна при 12 В
Рис. 8

1.6 Синтез замкнутого по швидкості приводу і визначення його характеристик

1.6.1 Вибір закону керування.

Проектування приводу складається у виборі підсилювальних, коригувальних і згладжуючих пристроїв, що забезпечують точність, швидкодію, діапазон регулювання, нерівномірність ходу і т.п.
Сукупність підсилювальних, коригувальних і згладжуючих пристроїв утворює систему управління приводу.
У виконавчих підсистемах АСЦ перспективним є застосування трипозиційний (з логічним управлінням) автоколивальних систем управління. У автоколивальних системах не потрібно забезпечувати стійкість "в малому", тому можлива реалізація високих коефіцієнтів передачі розімкнутого контуру, що забезпечує плавність руху вихідного валу виконавчого механізму, яка є однією з найважливіших характеристик систем стеження.
Релейні системи мають ряд переваг у порівнянні з лінійними:
- Менш складна і більш економічна радіоелектронна апаратура, основу якої становить релейний підсилювач. Високий коефіцієнт корисної дії РЕА забезпечує ключовою режим роботи підсилюючих елементів;
- Малі відходи нулів, простота настройки і експлуатації;
- Більш висока перешкодозахищеність систем;
- Можливість лінеаризації автоколиваннями нелінійностей типу сухе тертя, люфт і ін
- В силу нелінійної залежності еквівалентного коефіцієнта посилення релейного підсилювача від амплітуди автоколивань автоколивальних система має адаптивними властивостями (параметрична самонастройка);
- При прагненні зони неоднозначності релейного елемента до нуля автоколивальних система з виконавчим двигуном постійного струму зводиться до оптимальної за швидкодією, що реалізує високі вимоги по швидкодії і коливальності перехідних процесів.
У порівнянні з системами, що працюють в режимі шим, автоколивальні системи мають більший коефіцієнт посилення розімкнутого контуру, тому що для забезпечення захоплення контуру вимушують коливаннями при роботі в режимі широтно-імпульсної модуляції необхідна амплітуда їх приблизно в 2 рази більше амплітуди автоколивань, що призводить до зменшення еквівалентного коефіцієнта посилення релейного підсилювача.
Позитивні властивості автоколивальних систем виявляються, якщо параметри автоколивань (амплітуда і частота) не викликають істотного нагрівання двигуна в процесі роботи.
При проектування двохпозиційної автоколебательной системи реалізація цієї вимоги призводить до постановки в ланцюг якоря двигуна додаткової індуктивності - дроселя збільшує електромагнітну постійну двигуна. Використання трьохпозиційного коливального режиму дозволяє знизити робочі струми системи (поліпшити, таким чином, тепловий режим) і отримати більш високі динамічні і менші масогабаритні характеристики в порівнянні з двохпозиційним режимом. Тому трипозиційний режим незважаючи на велику складність радіоелектронну апаратуру є кращим. При виборі параметрів автоколивань будемо враховувати діапазон частот керуючого впливу, частоти пружних автоколивань двох масової системи "двигун-тахогенератор", можливе збільшення амплітуд автоколивань по 3 та 5 гармоникам. У трьохпозиційним режимі тривалість керуючого імпульсу повинна бути менше 180 ⁰ але більше 20 ⁰ -30 ⁰ (при цьому автоколивання не стабільні), струм якоря не повинен перевищувати номінальні значення. Синтез приводу здійснюється відповідно до алгоритму, наведеним на рис. 9 До складу структурної схеми електронного підсилювача входять:

- Фільтр, стабілізуючий частоту автоколивань

(31)

(32)

- Паразитна стала часу, що виявляється при практичній реалізації коливального ланки.
- Фільтр, що формує закон управління

(33)
Ізодромное ланка реалізує інтегрально-пропорційний закон управління і забезпечує високу швидкодію пропорційного і точність інтегрального регулювання.
- Фільтр логічного пристрою (ЛУ)
Логічне пристрій реалізує трипозиційний режим регулювання і включає фільтр - фазоопережающее ланка (або два фільтри з різними передавальними функціями в двох гілках логіки) і два двох позиційних релейних елемента підсумовування сигналу яких дозволяє отримати третю позицію.

(34)
До фільтрам ЛУ пред'являються наступні вимоги:
- На частоті автоколивань фазові зрушення фільтрів повинні забезпечувати задану величину керуючого імпульсу;
- На робочих частотах (0-20 Гц) фільтри не повинні вносити амплітудних і фазових спотворень;
- На частоті автоколивань необхідно забезпечити мінімальний підйом вищих гармонік і шумів;
- Для забезпечення стабільності параметрів фільтрів у процесі експлуатації в діапазоні можливих частот автоколивань (200-1000) Гц фільтри повинні мати пологу фазову характеристику.
Процес проектування фільтрів є ітераційним, параметри фільтрів уточнюються при математичному моделюванні.

1.6.2 Результати математичного моделювання.

Математичне моделювання замкнутого по швидкості приводу проводилося з використанням програмних продуктів підсистеми САПР "ССЦ".
У режимі автоколивань амплітуда струму якоря становить

.
Амплітуда коливань за швидкістю двигуна

, Частота автоколивань 500 Гц.
При цьому амплітуда кутових коливань вихідного валу навантаження

(35)

, Що менше допустимого значення (не викликає "розмиття" лінії візуванні)

.
Оскільки трипозиційна автоколивальних система є суттєво нелінійною, її динамічні характеристики (перехідні процеси і ЛАФЧХ) оцінювалися для різних амплітуд вхідного сигналу (відповідних

) І приведені на малюнках: рис. 10 і рис. 11.
Смуги пропускання приводу за рівнем

при різних амплітудах вхідного сигналу становлять:

Отримані характеристики можуть бути використані в першому наближенні при синтезі широкосмугового високоточної позиційного (замкнутого за кутом) приводу або контуру автосупроводження.

2. Розробка кінематичної схеми редуктора.

Кінематична схема являє собою схему механізму, що складається з низки ланок, з'єднаних між собою кінематичними парами, що забезпечують одну або дві ступені свободи обертання однієї ланки щодо іншого.
У кінематичній схемі ланки зображуються у вигляді стрижнів, не відображають їх конструкцію.
Редуктор являє собою передачу, що знижує кутову швидкість.
Вибір виду передачі та розробка оптимальної кінематичної схеми залежить від пропонованих вимог:
- Надійність;
- Довговічність;
- Точність;
- Мале опір руху;
- Мінімальний момент інерції обертових частин, приведений до валу двигуна;
- Компактність конструкції;
- Технологічність;
- Невелика вартість.
Як правило, механічна передача приводу поділяється на дві частини: редукторні, укладену в корпус редуктора, і вихідну, що представляє собою пару зубчастих коліс з ведучою шестірнею на виході редуктора і веденим зубчастим вінцем на кільцевій опорі.
Число ступенів зубчастої передачі може бути визначено за формулою:

(36)
Зубчасті передачі в ненавантажених ланцюгах в першу чергу повинні відповідати вимогу сталості передавального числа в будь-який момент часу, або інакше - рівномірності і плавності обертання при відсутності у передачі люфту. Щоб досягти швидкої підробітки сполученої пари коліс, вибирають q = l, 2, 3, 4 і т.д., тобто число зубів більшого колеса має без залишку ділитися на число зубів меншого колеса.
У навантажених (силових) передачах зі змінним моментом навантаження рекомендується брати передавальні числа у вигляді дробу, у якої чисельник і знаменник - числа, які мають загальних множників:
q = 25/26, 30/47, 27/34 і т.д.
Передачі з таким значенням q найбільшою мірою забезпечують рівномірний знос зубів.
У приладобудуванні та машинобудуванні найбільшого поширення набуло Евольвентноє зачеплення, при якому бічні профілі зубів утворюються двома евольвенти.
Основні переваги:
- Збереження передавального відношення і правильності зачеплення при зміні відстані між осями пов'язаних коліс;
- Незалежність кінематики зачеплення від чисел зубів пов'язаних коліс;
- Простота виготовлення зуборізного інструменту.
Передача циліндричних прямозубих колесами зовнішнього зачеплення передає рух між паралельними валами і є найпоширенішим типом передачі, тому що має цілу низку переваг: технологічність конструкції, найбільша досяжна точність обробки коліс і їх монтажу, високий коефіцієнт корисної дії, невелика вартість.
Вихідним контуром циліндричних коліс є контур прямозубой рейки:

Рис. 12 - Контур циліндричного зубчастого колеса
- Кут профілю

= 20 °;
- Профіль в межах глибини фрезерування зуба

- Прямолінійний;
-

- Глибина заходу (

);
-

- Модуль, мм;
-

- Радіальний зазор;
-

- Радіус округлення;
-

- Крок.
Найменша, вільний від підрізання число зубів некоррегірованних прямозубих коліс, що нарізають рейкою при

= 20 °,

= 17.
У точних передачах рекомендується застосовувати колеса з числом зубів не менше 25, тому що при Z <25 на точність виготовлення коліс помітно позначаються похибки зуборізного інструменту. Не рекомендується застосовувати числа зубів, що утрудняють настройку зуборізного верстата:
101,103,107,109,127,131,137,149,151,157,163,167,173,179,181,187, 191,193,197,199,202,203,206,209,211,212,214,217,221,223,227,229, 233,236,239.
Кількість зубів понад 240 рекомендується приймати кратним 10.
Передаточне число щаблі

(37)
в лічильно-обчислювальних механізмах в більшості випадків знаходиться в межах 5> q> l / 3 і порівняно рідко наближається до граничних значень інтервалу 10-1/5. Якщо зусилля, що діють на зуби коліс, незначні (обертання шкал, стрілок), то передавальне число в парі коліс, розрахованих на уповільнення (q> l), може бути необмежено великим.
Передаточне число першої від виконавчого двигуна пари, пари коліс, незначні (обертання шкал, стрілок), то передавальне число в парі коліс, розрахованих на уповільнення (q> 1) може бути необмежено великим.
Передаточне число першої від виконавчого двигуна пари коліс (швидкодіючої) має призначатися таким чином, щоб лінійна окружна швидкість не перевищувала 3 м / с. При окружних швидкостях V> 6 м / с рекомендується переходити від циліндричних коліс з прямими зубами до косозубих коліс.
Лінійні окружні швидкості коліс пари рівні:

, (38)
де

- Кутова швидкість обертання двигуна і першого колеса;

- Кутова швидкість обертання другого колеса;

- Радіуси обертання коліс.

Радіуси

пропорційні модулями:

(39)

(40)
Призначення модулів пов'язано з навантаженням і забезпеченням міцності передачі. На перших швидкохідних парах модуль вибирається менше, ніж на вихідних навантажених, але з урахуванням забезпечення умови V <3 м / с: m = 0,3-0,5.
На навантажених вихідних парах т = 0,8-1,5, що дозволяє забезпечити міцність передачі за рахунок збільшення довжини і висоти зуба.
Для редукторів радіолокаційних антен ССЦ слід проводити розрахунки на міцність вихідних пар.
Модулі циліндричних і конічних зубчастих коліс призначаються за ГОСТ 9563-60:
При призначенні модуля передачі 1-й ряд слід віддавати перевагу 2-му.
Модулі зубчастих циліндричних коліс для виробів радіоелектроніки слід вибирати по 1-му ряду перевагу:
0,3; 0,5; 1, 2, 3, 5.
Основні розрахункові залежності
1. Передаточне число

(41)

- Частота обертання, об / хв zi,

- Числа зубів.
2. Крок

(42)

-Модуль, мм
3. Діаметр ділильного кола

(43)

(44)
4. Діаметр окружності виступів

(45)

(46)
5. Радіальний зазор

для коліс з

6. Діаметр окружності западин

(47)

(48)
7. Висота зуба

(49)
8. Довжина зуба

(50)
нормально:

(51)
9. Відстань між осями

(52)
Число ступенів для редуктора з передаточним числом

Основні значення конструктивних параметрів редуктора записані в таблиці 2
Таблиця 2

Параметрами- Три	Ступені редуктора
Параметрами- Три	1	2	3	4	5	6
	2	2	3	5	6	8
	0,3	0,3	0,4	0,5	0,8	0,8
	25	50	30	30	30	30
	50	100	90	150	180	240
	0,942	0,942	1,256	1,57	2,512	2,512
	7,5	15	12	15	24	24
	15	30	36	75	144	192
	8,1	15,6	12,8	16	25,6	25,6
	15,6	30,6	36,8	76	145,6	193,6
	8,31	15,81	13,08	16,35	26,16	26,16
	15,41	30,81	37,08	16,35	146,16	194,16
	0,105	0,105	0,14	0,175	0,28	0,28
	0,705	0,705	0,94	1,175	1,88	1,88
	1,5	1,5	2	22,5	4	4
	11,25	22,5	24	45	84	108

Висновок.

У випускний кваліфікаційної роботи спроектований замкнутий по швидкості виконавчий привід горизонтального наведення тепловізійної системи автоматичного супроводу цілей типу вертоліт і танк, розміщеної на нерухомому підставі.
В якості виконавчого двигуна обраний реверсивний, малоінерційний двигун постійного струму зі збудженням від постійних магнітів ДП 60-90-6-Р10 номінальною потужністю 90 Вт.
Передаточне число редуктора q = 2880.
Наявні кінематичні параметри склали

,
При потрібних швидкостях і прискореннях:

.
Сумарна зона супроводу, обумовлена, головним чином, зоною по швидкості, становить:

У замкнутому за швидкістю приводі реалізований трипозиційний закон керування, параметри автоколивань (записати) забезпечують нормальний тепловий режим роботи двигуна і не викликають "розмиття" лінії візування.
Параметри перехідних процесів при різних амплітудах вхідних сигналів складають (таблиця 3):
Таблиця 3


	0,208	50
	0,296	15

Смуга пропускання приводу при 0.1

дозволяє синтезувати широкосмуговий високоточний позиційний (замкнутий по куті) привід або контур автосупроводження.

Список літератури

1. А. Г. Шипунов, В. Д. Дудка, Л. Г. Захаров, Ю. Л. Парфьонов "Концепція ПТРК III покоління". - «Військовий парад», № 1, 1999.
2. А.В. Рабинович, В. І. Петров та ін Проектування стежать систем. - М., Машинобудування, 1969.
3. Б. І. Петров, Л. Д. Панкратов, В. А. Полковників, Н. П. Папі. Електропривод систем управління літальними апаратами. - М., Машинобудування, 1973
4. О. Горілий "Бронетанкове озброєння на порозі століття." - Ж. «Військовий парад», № 3 (21), 1997.
5. О. Горілий "Бронетанкове озброєння на порозі століття (технічний вигляд)." - Ж. «Військовий парад», № 4 (22), 1997, с. 86 - 89.
6. А. Н. Латухін "Протитанкова озброєння". - М., Воениздат, 1974 р.
7. Ж. Госсорг "Інфрачервона термографія. Основи, техніка застосування ". - М.: Мир, 1988.
8. Н. Р. Лавров Питання теорії ПУА30 - М., Обороніздат., 1960.
9. Методика проектування слідкуючого приводу автоматичних систем. Для студентів спеціальності «Автоматичні системи» - Тула, КБП, 1988.
10. Проектування виконавчих механізмів систем АСЦ. - Методичний посібник для студентів спеціальності «Проектування технічних і технологічних комплексів». - Тула, КБП, 1999.
11. Н.І. Бєляєв, В.Д. Нагорський. Вибір двигуна і редуктора стежать систем. - М., Машинобудування, 1972.
12. Проектування систем автоматичного супроводу цілей, методичний посібник для студентів спеціальності 120901 «Проектування технічних і технологічних комплексів». - Тула, КБП, 2001.