Расчет оптимального передаточного отношения редуктора. Расчет основных параметров редуктора, страница 3

Выберем модуль зубчатых колес по формуле, где – коэффициент ширины зуба, – допустимое напряжение в стали зубчатых колес при расчете на выносливость:

Ближайшее по ГОСТу значение модуля 1мм. Проведем расчет диаметров зубчатых колес:

d₁=20мм, d₂=50мм,

d₃=17мм, d₄=68мм,

d₅=17мм, d₆=85мм,

d₇=18мм, d₈=108мм.

Вычислим толщину каждого зубчатого колеса, где :

Вычислим теперь момент инерции редуктора, где – плотность конструкционной стали Ст45:

Необходимо откорректировать ранее вычисленные выражения для моментов с поправкой на момент инерции редуктора :

Новые значения результирующего и эквивалентного моментов (с поправкой на момент инерции редуктора) удовлетворяют необходимым и достаточным условиям выбора двигателя. На рис. 5 приведена кинематическая схема редуктора.

рис. 5 Кинематическая схема редуктора.

5. Построение аппроксимированной механической характеристики двигателя МИГ-180ДТ.

Для построения механической характеристики двигателя постоянного тока и правильной аппроксимации необходимо определить к какому классу по мощности относится данный двигатель. Для этого зададимся условием, что двигатели с пусковым током более 20А относятся к двигателям большой мощности.

Поскольку, номинальный ток управления равен , следовательно,  и двигательМИГ-180ДТотносится к серии двигателей большой мощности и значит, его предельная механическая характеристика аппроксимируется тремя отрезками и  имеет ограничивающий срез в районе пускового момента, ввиду того, что в двигателях постоянного тока большой мощности  не допустим прямой пуск .

График функции  представлен на рис.6, где   жесткость механической характеристики. Аппроксимирующий отрезок  где  коэффициент запаса, устанавливает то предельное значение скорости, которое не может быть превышено в номинальном режиме работы.

       рис.6 Аппроксимированная механическая характеристика.

Координаты экстремума функции диаграммы нагрузки это эквивалентный момент и номинальная скорость вращения.

Аппроксимированная  механическая характеристика двигателя МИГ-180ДТ охватывает точку максимума диаграммы нагрузки, - данное обстоятельство является критерием оценки удовлетворения требованиям нагрузки параметров и вида данной характеристики двигателя.    

  6. Выбор измерителя рассогласования.

Измерители рассогласования применяются в САР для заведения обратной связи по углу поворота исполнительного элемента, скорости вращения нагрузки и т.д., преобразуя неэлектрическую величину в электрический сигнал. Любой измеритель рассогласования строится на основе первичных измерительных преобразователей (ПИП), соединенных по каскадной или компенсационной схеме. В качестве ПИП применяются потенциометры, сельсины и вращающиеся трансформаторы, если требуется отследить отработку угла поворота и тахогенераторы, если нужно отследить отработку по скорости.

В качестве измерителей рассогласования в САР с постоянными токами целесообразно использовать потенциометрические первичные измерительные преобразователи. Для систем с ограниченным углом поворота применяется компенсационная схема представленная на рис.7

рис.7 ИР на потенциометрах, построенный по компенсационной схеме.

Для построения измерителя рассогласования берут одинаковые потенциометры с одинаковым сопротивлением. Тогда коэффициент измерителя рассогласования вычисляется по формуле:

, где Uип – напряжение питания ПИП (желательно как у двигателя), φн – угол активной зоны потенциометра.

Ошибка измерителя рассогласования определяется по формуле:

, где χ_Д – ошибка датчика, χ_П – ошибка приемника.

Так как потенциометры одинаковые, то:

, где ε – допустимое отклонение выходного напряжения от линейной зависимости в процентах, α_м – максимальный угол поворота нагрузки из технического задания.