Содержание

Техническое задание

1. 
   Введение
   
2. 
   Типы антенн
   
3. 
   Описание облучающей системы
   
4. 
   Специальная часть
   
   1. 
      Анализ кинематических схем
      
   2. 
      Расчет привода
      
      1. 
         Подбор электродвигателя
         
      2. 
         Кинематический расчет
         
      3. 
         Силовой расчет
         
      4. 
         Проектировочный расчет вала
         
      5. 
         Прочностной расчет вала
         
      6. 
         Проектировочный расчет колеса и шестерни
         
      7. 
         Прочностной расчет колеса
         
      8. 
         Проектировочный расчет вала
         
      9. 
         Прочностной расчет вала-шестерни
         
   3. 
      Описание редуктора
      
      1. 
         Выбор материалов, покрытий, смазок
         
      2. 
         Выбор требований обработки
         
5. 
   Сборка
   
6. 
   Испытания
   
7. 
   Регламентные работы
   
8. 
   Заключение
   
9. 
   Список литературы
   
10. 
    Приложение
    

1. Введение

Рассматриваемая в данной работе антенна предназначена для работы в области телеметрии.

Телеметрия, телеизмерение — информация о значениях измеряемых параметров (напряжения тока, давления, температуры и т. п.) контролируемых и управляемых объектов методами и средствами телемеханики. Термин образован от греческих корней «теле» — «удалённый» и «метрон» — «измерение». Хотя сам термин в большинстве случаев относится к механизмам беспроводной передачи информации (например, используя радио или инфракрасные системы) он также заключает в себе данные, передаваемые с помощью других средств массовой коммуникации, таких как телефонные или компьютерные сети, оптическое волокно или другие типы проводной связи.

Классификация телеизмерений.

Различают телеизмерение по вызову и по выбору, текущих и интегральных значений:

• 
  Телеизмерение по вызову 
  
• 
  Телеизмерение по выбору 
  
• 
  Телеизмерение текущих параметров 
  
• 
  Телеизмерение интегральных значений 
  

Применение.

Телеметрия нашла своё применение в следующих областях:

• 
  узлы магистральных линий связи;
  
• 
  сельское хозяйство.
  
• 
  водоснабжение и водоотведение
  
• 
  медицина
  
• 
  оборона и космос
  
• 
  разведка
  
• 
  ракетная техника
  

---

На рис. 1 показан пример использования телеметрии в космосе. Блок-схема системы телеметрии, обнаруживающей изменения в скорости космического корабля. Воздух, попадая через воздухозаборник 1, оказывает давление на диафрагму 4 датчика 5, что в свою очередь изменяет положение движка потенциометра 2 и, таким образом, частоту генератора поднесущей частоты 3, сигналы которого модулируют несущую частоту ЧМ-передатчика 6. Сигналы последнего передают информацию в эфир. Расположенное на Земле радиоприемное устройство принимает эти сигналы.



Рис. 1

Именно благодаря антенным комплексам происходит связь между носителями, например, ракетами, и землей. Поэтому необходимо поподробнее рассмотреть типы антенн, которые и обеспечивают телеметрию.

2. Типы антенн

В мире существует большое количество всевозможных антенн: апертурные, рупорные, полосковые, пеленгаторные, антенны бегущей волны, антенные решетки, но в моем случае меня интересуют зеркальные антенны.

Однозеркальными антеннами называют антенны, у которых поле в раскрыве формируется в результате отражения электромагнитной волны от металлической поверхности специального рефлектора (зеркала). Источником электромагнитной волны обычно служит какая-нибудь небольшая элементарная антенна, называемая в этом случае облучателем зеркала или просто облучателем. Зеркало и облучатель являются основными элементами зеркальной антенны.

Поверхности зеркала придается форма, обеспечивающая формирование нужной диаграммы направленности. Наиболее распространенными являются зеркала в виде параболоида вращения, усеченного параболоида, параболического цилиндра или цилиндра специального профиля. Облучатель помещается в фокусе параболоида или вдоль фокальной линии цилиндрического зеркала. Соответственно для параболоида облучатель должен быть точечным, для цилиндра – линейным. Наряду с однозеркальными антеннами применяются и двухзеркальные.

Двухзеркальные антенны являются радиотехническим аналогом известных в астрономической оптике телескопов Кассегрена и Грегори. Двухзеркальные антенны представляют собой широко распространенный в радиотехнике тип антенн, который применяется для радаров и систем спутниковой связи. Важным преимуществом такого типа антенн являются значительные допуски по размещению излучателя, что способствует

---

появлению разнообразных конструкций. Антенна состоит из большого зеркала (гиперболического), малого зеркала (параболического) и облучателя. Принцип действия двухзеркальной системы Кассегрена (Рис. 2, а) основан на следующем известном свойстве гиперболического зеркала: если в одном из фокусов поместить облучатель, то отраженные от внутренней поверхности лучи образуют расходящийся пучок с центром во втором его фокусе.



Рис. 2
а – система Кассегрена, б – система Грегори

Двухзеркальная система Грегори отличается от системы Кассегрена лишь тем, что вспомогательное зеркало является вырезкой из эллипсоида вращения (рис. 2, б). Последний обладает тем свойством, что если в один из его фокусов поместить сосредоточенный источник, то отраженные от внутренней поверхности лучи соберутся в его втором фокусе. Следовательно, если фазовый центр облучателя поместить в один из фокусов эллипсоида, а второй фокус совместить с фокусом параболического зеркала, то система будет работать аналогично предыдущей.

Мною была выбрана антенна Кассегрена, так как она имеет меньшую осевую длину и обеспечивает меньшие фазовые искажения.

Основные достоинства двухзеркальных антенн по сравнению с однозеркальными:

• при одинаковых типах облучателей двухзеркальные антенны имеют меньшие продольные размеры и длину волноводного тракта от облучателя до приемника (передатчика);

• двухзеркальные антенны позволяют осуществить сканирование за счет перемещения малого зеркала при неподвижном облучателе. При этом отпадает необходимость во вращающихся волноводных соединениях;

• позволяют исключить воздействие отраженной от зеркала волны на облучатель и поляризационным способом устранить теневой эффект малого зеркала.

Недостатком является обратная реакция малого зеркала на облучатель и увеличенное затенение раскрыва по сравнению с однозеркальной схемой, однако реакцию малого зеркала уменьшают, корректируя его профиль, например, путем установки в центр конической насадки.
3. Описание облучающей системы

В рассматриваемую двухзеркальную антенну включена облучающая система. Она предназначена для работы в наземной стационарной антенне с целью переключение рефлектора между определенным количеством облучателей с разными диапазонами частот приема, либо передачи сигнала. Наличие такого рода обучающей системы упрощает задачу изменение частоты приема или передачи сигнала разных диапазонов частот. Здесь переключение производится дистанционно в течение небольшого промежутка времени. А в случае ее отсутствия. Переключение производится вручную, специально обученным персоналом. Дополнительным усложнением является то, что антенна в момент переключения облучателей должна быть переведена в положение зенита.

---

В данной работе рассматривается облучающая система двухзеркальной антенны (рис.3). Облучающая система расположена в центре рефлектора под радиопрозрачным укрытием. Она состоит из 6 излучателей, обращенных в центр к зеркалу и закрепленных на жесткой раме по кругу в одной плоскости.

Антенна 1, угломестная часть 2 с двумя приводами вращения 3, редуктором планетарным 4, противовесом 5 и амортизатором 6. Упор 7 срабатывает при крайних положениях зеркала. Азимутальная часть ОПУ 8 вращается с помощью двух азимутальных приводов 9, выходные шестерни которых находятся в зацеплении с зубчатым колесом 10, являющимся также ведущим звеном для редуктора планетарного 11. Неподвижная часть фермы 12 крепится к раме 14, забетонированной в крышу здания. Для обслуживания узлов и механизмов устройства предусмотрены площадки с ограждениями и лестницы 14.

Согласно ТЗ, облучающей системе необходимо обеспечить вращение вокруг азимутальной оси, поэтому необходимо разработать привод азимутальный.





Рис. 3


4. Специальная часть (разработка редуктора)

4.1. Анализ кинематических схем

Так как прототип отсутствует, рассмотрим несколько разработанных мной кинематических схем редуктора привода азимутального и сравним их.

В варианте №1 (Рис. 4) редуктора:



- 3 вала;

- 2 цилиндрические прямозубые

передачи (z1 и z2, z3 и z4);

- двигатель (М);

Достоинства:

- высокая кинематическая

точность;

Недостатки:

- большие массогабаритные

параметры (МГП);


Рис. 4


Хоть и двухступенчатый редуктор обладает высоким КПД и высокой кинематической точностью, мне важны МГП привода, поэтому редуктор, основанный на этой схеме, не технологичен.

В варианте №2 (Рис. 5) редуктора:



Рис. 5

---

- 3 вала;

- 1 цилиндрическая прямозубая передача (z3, z4);

- 1 коническая косозубая передача (z1, z2);

- двигатель (М);

Достоинства:

- параллельность осей из-за конической передачи позволяет уменьшить МГП;

- плавность работы передачи;

Недостатки:

- ненадежность конической передачи;

- сложность конструкции;

- цена.

Этот двухступенчатый редуктор обладает более низким МГП, чем вариант №1, однако сложность конструкции и цена меня не устраивают, поэтому делаю вывод о не технологичности редуктора, основанного на этой схеме.

В варианте №3 (Рис. 6) редуктора:



Рис. 6

- 2 вала;

- 1 цилиндрическая прямозубая передача (z1, z2);

- двигатель (М);

Достоинства:

- небольшие МГП;

- простота конструкции;

- цена.

Недостатки:

- небольшая погрешность за счет дополнительных звеньев.

Этот вариант редуктора цилиндрического прямозубого учел все недостатки предыдущих вариантов и не обладает столь критичными для меня недостатками в виде высокой шумности, так как будет располагаться на улице, поэтому для дальнейших расчетов выбираю данную схему редуктора.

4.2. Расчет привода

4.2.1. Подбор электродвигателя



В данной схеме будут использоваться соединительные муфты для облегчения сборки-разборки редуктора. Мотор-редуктор 1 соединен с валом-шестерней 2 с помощью соединительной муфты, вал-шестерня 2 образует с колесом 3, расположенном на валу 4, цилиндрическую зубчатую передачу.

Для выбранной мною схемы редуктора (см. 4.1, вариант №3) необходимо подобрать электродвигатель.

При подборе электродвигателя необходимо выполнение условия:

W_дв ≥ W_ро η_мех,

Где W_дв – мощность двигателя, [Вт];

W_ро – потребляемая мощность рабочего органа, [Вт];

η_мех – К.П.Д. механизма.

Для вычисления потребной мощности по скорости вращения ω используется формула 1:

W_ро = M_ро * ω (1) [1]

Где М_ро – момент, потребный для вращения рабочего органа, [Н*мм], определенный как сумма противодействующих моментов “вредных” сил: статических (сил трения) М_ст

---

Смотрите также файлы

• Способов кодированияКодирование Для того чтобы сохранить, обработать и передать информацию, её нужно зафиксировать с помощью кодов.pdf

• Задача Найти купонную ставку еврооблигаций правительства России, если известны следующие данные.docx

• Пищевые отравления и основы их профилактики.docx

• Сабата олданылатын лтты ойындарды рлі таырыбына Курсты жмыс Орындаан Бекетова Э.docx

• Контрольная работа по дисциплине Лесоведение Вариант 1 Выполнила студент Институт леса и природопользования курс 2.docx