Ширина колеса считается по формуле:
b=m·ψ, (10)
где ψ – относительная ширина зубчатого колеса, выбирается в пределах 4÷10 мм
При проектировании редуктора предполагаем, что все колеса сплошные и ширина у них одинаковая.
Момент инерции редуктора определяем по формуле:
, (11)
где ρ – плотность материала.
3.3 Расчет параметров редуктора.
По формуле (6) определяем число пар зубчатых колес:
Примем число пар зубчатых колес равным 4.
Используя формулу (7), подберем число зубьев колес:
z1=20
z2=2·20=40
z3=20
z4=4·20=80
z5=20
z6=4·20=80
z7=20
z8=5·20=100
Примем коэффициент ширины зуба kβ=0.5
Выберем материал – сталь Ст45.
σ=960·107 Н/м2
ρ=7850 кг/м3
По формуле (8) определим модуль:
Полученное значение округляем до ближайшего значения по ГОСТу.
Принимаем модуль равным 1.25 мм.
По формуле (9) определяем диаметры колес:
d1=1.25·20=25мм
d2=1.25·60=75мм
d3=1.25·20=.25мм
d4=1.25·80= 100мм
d5=1.25·20=25мм
d6=1.25·80=100мм
d7=1.25·20=25мм
d8=1.25·100=125 мм
Выбираем ψ=5 мм.
По формуле (10) определяем ширину колес:
b=1·5=5 мм
По формуле (11) вычислим момент инерции редуктора:
\
Использую полученное значение момента инерции редуктора, пересчитаем результирующий и эквивалентный моменты по формулам (4) и (5) соответственно:
Н·м
1.019N·m<1.84 N·m
Н·м
1.15 Н·м>0.697Н·м
Таким образом, максимальный результирующий момент меньше пускового, эквивалентный момент меньше номинального момента на валу двигателя. Выбранный двигатель удовлетворяет уточненным данным.
Кинематическая схема редуктора изображена на рис.4.
Рис.4. Кинематическая схема редуктора.
На схеме приняты следующие обозначения:
ДВ – двигатель
ОУ – объект управления
ИР – измеритель рассогласования
С помощью механической характеристики можно определить пригодность двигателя.
Чтобы двигатель работал, его механическая характеристика должна находиться выше диаграммы нагрузки.
Диаграмму нагрузки можно построить, зная зависимости скорости, ускорения и угла от времени. Ввиду отсутствия этих данных в техническом задании, ограничимся построением рабочей точки данного двигателя, которая является экстремумом диаграммы нагрузки.
Точное математическое описание механической характеристики сделать сложно, к тому же не всегда важна сама характеристика, а нужны ее характерные точки (точка холостого хода, точка пускового момента, точки номинального момента и скорости). Поэтому часто механическая характеристика аппроксимируется.
Рассчитаем пусковой ток двигателя:
А
Рассматриваемый двигатель является двигателем большой мощности.
Прямой пуск не допускается, следовательно, нужно ограничить пусковой момент на валу двигателя:
M≤λ·MN, где λ – коэффициент, он должен быть согласован с токами при пуске.
Примем λ=1.25.
Коэффициент запаса по скорости aΩ=1.2
Из предыдущих параграфов:
МЭ=0.647 Н·м
MN=1.15 Н·м
MП=5.11 Н·м
ΩN= Ωm·i=1·210=210 c-1
Механическая характеристика аппроксимируется 3 отрезками, рис.5.
Рис.5. Аппроксимированная механическая характеристика двигателя.
Предельное значение нагрузочной диаграммы находится ниже механической характеристики выбранного двигателя.
5.1. Выбор схемы измерителя рассогласования.
Измеритель рассогласования является информационным звеном системы управления, предназначенным для преобразования неэлектрических параметров (угол поворота, скорость) в электрический сигнал.
Структурная схема измерителя рассогласования представлена на рис.6.
Рис.6. Структурная схема измерителя рассогласования.
На схеме приняты следующие обозначения.
У – усилитель,
ИД – исполнительный двигатель,
ОУ – объект управления.
На вход подается единичный скачок.
По реакции системы на такое входное воздействие можно судить о ее устойчивости.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.