Электромеханические приводы.

Электромеханические приводы.

Электромеханические приводы находят применение в разнообразных областях приборостроения и выполняют различные функции. Это приводы приборов записи и восстановления информации в периферийных устройствах ЭВМ, управления системами ориентации и развертывания антенных устройств, роботов, систем исследования и испытания аппаратуры и т.п.

Большое разнообразие приборных приводов не позволяет представить полную их классификацию. Широкий диапазон требований вызывает необходимость индивидуального подхода к их проектированию.

Семинар 1.

Содержание.

I. Исходные данные	3
II Расчет двигателя	4
2. Предварительный выбор двигателя	4
2.1 Выбор двигателя по мощности	4
2.2 Выбор двигателя по пусковому моменту	5
3. Кинематический расчет	5
3.1. Определение числа ступеней и распределения общего передаточного отношения по ступеням в соответствии с заданным критерием проектирования ЭМП	5
3.2. Определение чисел зубьев колес редуктора	6
4. Силовой расчет ЭМП	7
4.1 Расчет моментов на ступенях редуктора	7
4.2. Определение модуля зацепления	8
5. Геометрический расчет кинематики ЭМП	11
I I I.Проверочные расчеты	12
6. Точностной расчет разрабатываемой кинематики	12
6.1 Определение кинематической погрешности	12
6.2 Определение кинематической погрешности цепи вероятностным методом	14
7 Уточненный силовой расчет и проверка правильности выбора электродвигателя	16
8 Проверочные расчеты на прочность	18
9 Расчет на быстродействие	18

 Исходные данные

 

Целью работы является разработка электромеханического привода (ЭМП), принципиальная схема которого приведена на рис. 1.

 

 

 

Исходные данные для выполнения задания

Момент нагрузки (Мн)	1.25 H·м
Частота вращения выходного вала (nвых)	20 об/мин
Угловое ускорение вращения выходного вала (εн)	5 рад/с^2
Момент инерции нагрузки (Jн)	1.5 кг·м^2
Род тока	Переменный
Критерий расчета	быстродействие
Метод расчета, процент риска при расчете, точность	вероятностный
Рабочий угол поворота выходного вала	±360
Точность обработки не хуже	25'

 

 

Расчет двигателя

Предварительный выбор двигателя разрабатываемой конструкции

Выбор двигателя по мощности

Предварительный выбор электродвигателя осуществляется, исходя из соотношения:

, где

ξ - коэффициент запаса

Выбирается согласно заданному режиму работы, ξ = 1,2

M_н – момент нагрузки

По условию M_н=1,25 Нּм

n_н – частота вращения выходного вала редуктора

По условию n_н=n_вых=20 ^об/_мин

η – КПД.

Поскольку используется цилиндрический зубчатый редуктор, то принимаем

 η = 0,8.

Тогда:                                     Вт

По вычисленному значению мощности двигателя и заданному в условии роду тока выбираем двигатель ДАТ-31461 со следующими техническими характеристиками:

Табл. 2.1. Паспортные данные двигателя ДАТ-31461

Номинальная мощность	Pном	16 Вт
Номинальный момент	Mном	29.4 Нּмм
Пусковой момент	Mпуск	49 Нּмм
Частота вращения выходного вала	nдв	5000 ^об/мин
Момент инерции ротора	Jр	5,5 10^-6кгּм^2

 

 

Проверяем условие: <

 

=3.93 Вт< =15.4 Вт

Условие выполнено.

Кинематический расчет

Силовой расчет ЭМП

Силовой расчет ЭМП

Условие выполнено

Расчет на быстродействие

Электромеханическую постоянную привода рассчитывают по формуле

Время разгона   t =3 T эм=1.069 с

Время выбега вала двигателя

Угол поворота вала выходного звена за время выбега

 

 

Число зубьев колес должно соответствовать стандартному ряду (таб 3, стр 23).

Если из стандартного ряда принять:

Z₂ = 60; Z₄ = 71; Z₆ = 85; Z₈ = 106, то

Тогда общее передаточное число

Погрешность составит

Для точных приборов отклонение передаточного отношения не должно превышать 1..2%.

Если принять Z₈ = 112, то

А общее передаточное отношение:

Погрешность составит

Окончательно имеем:

№ колеса	1	2	3	4	5	6	7	8
Число зубьев Z	20	60	20	71	20	85	20	112
№ ступени	I		II		III		IV
Передаточное отношение ik	3		3.55		4.25		5.6

Продолжение задачи семинара №5.

Силовой расчёт.

Расчёт моментов относительно вала редуктора.

Принимаем η одной ступени равным 0.98.

В качестве опор принимаем шарикоподшипники, η_Ш/П=0.995.

 

H· м

H· м

H· м

H· м

H· м м H· м

 

H· м

H· м

H· м

H· м

H· м м H· м

№ вала	V	IV	III	II	I
ik	-	5.21	4.37	3.64	3.03
Mk, м H ·м	4800	945	222	62.5	21.2
MCk, м H ·м	800	157	36.8	10.4	3.52

 

Момент М_I = 21,2 м H ·м преодолевается пусковым моментом двигателя М_П = 92 м H ·м

Кинематическая схема ЭМП:

 

Электромеханические приводы.

Электромеханические приводы находят применение в разнообразных областях приборостроения и выполняют различные функции. Это приводы приборов записи и восстановления информации в периферийных устройствах ЭВМ, управления системами ориентации и развертывания антенных устройств, роботов, систем исследования и испытания аппаратуры и т.п.

Большое разнообразие приборных приводов не позволяет представить полную их классификацию. Широкий диапазон требований вызывает необходимость индивидуального подхода к их проектированию.

Семинар 1.