АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1. ОБЗОРНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 9
1.1. Анализ технического задания 9
1.2. Основные положения 9
1.3. Аналоги разрабатываемого стенда 14
1.4. Описание работы стенда 19
1.5. Обзор датчиков 20
1.6. Плата Arduino 24
1.7. Опоры 26
1.8. Направляющие прямолинейного движения 28
2. РАСЧЕТНЫЙ РАЗДЕЛ 32
3. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 43
3.1. Выбор опор 43
3.2. Выбор толкателя 44
3.3. Выбор датчика 45
3.4. Опоры для установки вала 46
3.5. Опоры для толкателя 48
3.6. Держатель датчика 49
3.7. Опоры держателя датчика 50
3.8. Платформа 51
3.9. Сборка конструкции 52
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
НА РАЗРАБАТЫВАЕМОМ СТЕНДЕ 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 58
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ А 60
Под лабораторными работами понимают занятия, в которых учащиеся сами воспроизводят и наблюдают физические явления или производят измерения физических величин.
При демонстрациях экспериментов или опытов преподавателем учащиеся хоть и наблюдают явление, но остаются именно наблюдателями, так как не принимают никакого участия в самом проведении опыта. В лабораторных работах требуется активное участие учащихся, так как по описанию или по словесным указаниям преподавателя сами учащиеся собирают нужную установку и при её помощи самостоятельно производят наблюдения физических явлений или делают измерения.
Актуальность создания стенда для проведения лабораторных работ по исследованию свойств валов и осей заключается именно в освещенных темах - лабораторная работа очень важна и полезна в ходе получения и закрепления теоретических знаний на практических упражнениях. Также решающим фактором для разработки стенда является высокая цена даже отечественных аналогов. Одной из задач будет создание бюджетной модели, не уступающей в точности и удобности, и даже превосходящей эти параметры.
Главным отличием, которое нужно отразить в работе, является возможность подключения стенда к персональному компьютеру для более удобного взаимодействия оператор-машина. Осуществляться подключение будет с помощью платы «Ардуино», которая общедоступна для пользования и не требует вложения больших денежных средств.
Также важно выделить то, что стенд не будет охватывать абсолютно все свойства, присущие для валов и осей. Исследование будет проводиться по следующим параметрам: проверка на жесткость и изгиб. В рамках учебного процесса этот проект будет хорошим источником получения знаний в области сопротивления материалов наглядным способом.
Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка стенда для исследования свойств валов и осей.
К задачам выпускной квалификационной работы относятся:
• обзор аналогов;
• описание конструкции и принцип работы установки;
• составление конструкторской документации;
• составление математической модели изгиба;
• исследование погрешностей.
Был проведен анализ технического задания на выпускную квалификационную работу, был выполнен информационный поиск, в результате которого были найдены и охарактеризованы аналоги разрабатываемого стенда, описан состав аналогов, определены достоинства и недостатки, основыми недостатками являются габаритные размеры аналогов, а также большая масса стендов, еще одним минусом является отстуствие какой-либо автоматизации в работе стенда, был проведен обзор основных типов датчиков, которые используются в приборостроении, описан микроконтроллер Arduino, приведены его технические характеристики и области основного применения, а также приведена информация об опорах, используемых в проектировании, и направляющих прямолинейного движения.
Была составлена математическая модель для изгиба, приведена математическая модель для конкретной задачи изгиба вала, рассчитаны значения изгиба для вала длиной 50 мм и диаметром 10 мм, проведено моделирование в программе SolidWorks, посчитаны абсолютная погрешность и относительная погрешность показаний математической модели и моделирования в программе, погрешность составила 2%, что означает, что модель составлена верно, так как показания погрешностей малы и не превышают 3%.
Проведено создание 3Б-модели, выбрано основные элементы конструкции, описана сборка стенда, подобран датчик и шаговый линейный двигатель- актуатор. Разработана конструкторская документация основных узлов и сборки установки.
