Модуль вращательного привода мехатронной системы

Страницы работы

Содержание работы

БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ
им. Д. Ф. Устинова

Кафедра прикладной механики

Курсовой проект по дисциплине:

”Конструирование мехатронных модулей”

Модуль вращательного привода мехатронной системы

Вариант №10

Выполнил:

Мелехов Г.В.

Группа:

К411

Преподаватель:

Копылов А. З.

Санкт-Петербург

2005


 Исходные данные.

Вариант

10

Максимальный момент нагрузки на выходном звене привода

Mн ,H/м

150

Максимальная частота вращения выходного звена привода

nн, об/мин

2

Приведенный момент инерции нагрузки

Jн, кг/м2

60

Время позиционирования

tп, с

2

Предельное время разгона и торможения привода

tр=tт, с

0.3

Отношение времени управления к времени цикла

tу/tц

0.8

Предельная погрешность привода

[∆], мин

30

1.  Характеристика работы привода

Приводом называется электромеханическая схема, состоящая из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенная для приведения в движение вспомогательных органов рабочей машины и управления этим движением. На рис. 1,а показана схема рабочей машины где привод включает в себя исполнительный электродвигатель (ИД), передаточный механизм и систему управления (СУ). Элемент нагрузки (Н) может быть конструктивно отделен от привода.

Режимы работы приводов манипуляторов и автоматизированных систем обычно повторно-кратковременные или непрерывного управления, характеризуются частыми пусками, торможением и сравнительно небольшим временем позиционирования. Такие приводы должны отвечать условиям оптимального быстродействия, при котором двигатель может развивать максимальный момент Мд мах во время управления двигателем. Это требование выполняется, если разгон происходит с постоянным максимальным ускорением εР мах, а торможение с постоянным замедлением εТ мах.

На рис. 1,б показаны для выходного вала (вала нагрузки) вывода при повторно-кратковременном режиме работы идеализированы функции: момента нагрузки М′н(t), момента двигателя приведенному к выходному валу М′д(t), суммарного момента М′(t), ускорения εн(t), скорости ωн(t).Времена управления двигателем tу и цикла tц составляют:

ty=tр+tп+tт=0.3+2+0.3=2.6 с;

tц=ty/0.8=2.6/0.8=3.25 с;

tо=tц-ty=3.25-2.6=0.65 с,

где tр, tп, tт, tо- соответственно время разгона, позиционирования, торможения и остановки.

Величины максимальных ускорений составят:

εР махн/tр ; εТ махн/tт:;

ωн=2·p·nн/60=2·3.14·2/60= 0,2093 1/с

по техническому заданию tр= tт:Þ εР махТ мах= 0,2093/0.3= 0.6978 1/с2.

В процессе проектирования стремятся обеспечить минимальное время разгона двигателя, поэтому необходимо его обеспечить меньше или равным предельному
значению tр£[tр].

2.  Расчет требуемой мощности привода.

Расчет ориентировочного значения КПД
передаточного механизма привода.

Общий КПД ηр передаточного механизма (редуктора) определяется как произведение КПД отдельных передач и элементов: для рисунка в техническом задании:

ηр1·η2·η3=0.8·0.97·0.99=0.768,

где η1- КПД волнового зубчатого механизма (передача схемы h-C-F), η2- КПД планетарного зубчатого механизма (передача схемы А), η3- КПД пары подшипников качения на валу. Численные значения КПД взяты из прил.1 [16].

Определение эквивалентного постоянного момента нагрузки.

Для повторно-кратковременного режима работы привода

 Н×м

Расчет приведенного к выходному звену привода постоянного
момента нагрузки с учетом потерь на трение.

Учет потерь на трение осуществили введением в расчет КПД передаточного механизма ηр. Тогда искомый постоянный (статический) момент находится как:

Расчет приведенного к выходному звену привода
момента инерции привода.

Приведенный к выходному звену привода момент инерции привода:

J′н=kJ·Jн=2*200=400 кг/м2 ,

где kJ=2 учитывает неизвестные на данной стадии расчета моменты инерции масс исполнительного двигателя и передаточного механизма.

Определение максимального динамического (инерционного)
момента, приведенного к выходному звену.

Максимальный динамический, момент приведенный к выходному звену:

М′и мах=J′н·εР мах=400·2.44=976 Н·м

Расчет требуемой мощности привода.

Для повторно-кратковременного режима работы привода:

NТн·(М′н+М′и мах)=0.7327·(582,31+976)=1142 Вт.

Похожие материалы

Информация о работе