lektsii_EMS

22

i4

n 3,n 2 1 in2 1,n

2

i12 i34 i56

Условия минимизации

Последнюю ступень выбираем сами, используя ограничение:

in 1,n (10 15)

По ней рассчитываем остальные передаточные числа пар:

in 3,n 2 42 in2 1,n 1

При этом передаточное число первой пары желательно, чтобы не прневышало двух.

Пример

250 5,75 (1 2)

11 3,95

in 5,n 4 42 2,952 1 2,38

250

2,42 (1 2)

11 3,95 2,38

in 6,n 5 42 2,382 1 1,87

250

1,29 (1 2)

11 3,95 2,38 1,87

i12 i34 i56

iр 1.29 1.87 2.38 3.95 11 250

23

Лекция №5

Возьмем in 1,n 12

1.ip 2,03 2,43 4,12 12

2.ip 1,38 1,76 2,43 4,12 12

Здесь можно выбрать как первый, так и второй вариант разбиения, так как во втором случак КПД редуктора будет меньше.

Количество ступеней редуктора желательно, чтобы не превышало шести, т.к. в противном случае сильно понижается КПД.

Выбор модуля зуба.

Нужно выбрать модель зуба m. Для него существует стандартная шкала.

По определению модуль m входит в соотношение:

D mz

z - число зубьев

D - диаметр (в мм)

Эвольвентный профиль зуба позволяет зубьям обкатываются, а не проскальзывают, за счет этого уменьшается трение и износ.

Модуль задается в миллиметрах и может быть дробным. На его размеры, определяемые инструментами, используемыми при резки, существуют ГОСТы. Модуль выбирается из соблюдения обеспечения прочности зубьев.

24

y - коэффициент формы зуба (0,12);

b (5 10) m m

Усилие на зуб в последнем к нагрузке зацеплении:

P M 2Mн

K y Dn

Dn берется предварительно из условия, что диаметры всех ведущих шестеренок будут взяты не тменее чем 2d

Dn in 1,n Dn 1

D1 m z

z1 D1 - на первой шестеренке( если дробное число, округляем по правилам m

округления);

z1 15 не допускается маленькое число

Если z1 15, необходимо увеличить диаметр. Можно задаться меньшим модулем, но при этом надо оценить, на сколько увеличится Dn

z1 15

z2 z4 ... zn

Уточняется получившееся передаточное число редуктора и проводится оценка приведенного момента инерции его к валу двигателя.

25

Ji B Di4 Jp

32

Нужно иметь в виду, что в результате расчета приведенный к валу двигателя момент инерции редуктора хорошо бы укладывался в соотношение:

После того, как редуктор спроектирован делается последняя проверка пригодности двигателя по скорости и моментам с учетом, что

Jдв Jp Jтг 2 Jн

ip н р н

p 1n/2ступени ,где n – число шестеренок

Расчет передаточной функции двигателя и его структурная схема

Для двигателя постоянного тока имеем:

27

Усилители мощности

Усилители мощности для двигателей постоянного тока

Усилитель мощности для двигателя постоянного тока представляет большую проблему. Управление происходит по ротору, что приводит к большим токам, которые необходимо регулировать.

Хорошими свойствами для этих целей обладал электромашинный усилитель (ЭМУ), представляющий собой связку: трехфазный асинхронный двигатель, вращавший от сети переменного тока управляемый генератор постоянного тока. Усилитель обладал линейными нагрузочными характеристиками и управлялся относительно маломощным сигналом.

Электромашинный усилитель (ЭМУ)

Недостаток ЭМУ – низкий КПД, невысокий ресурс работы ЭМУ перестали выпускать только с появление силовой электроники.

Сейчас используют усилители постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).

Усилитель мощности с ШИМ-модуляцией

28

Токовые импульсы фиксированной амплитуды на выходе ШИМ – усилителя следуют с постоянной и относительно высокой частотой. Ширина импульса равна мгновенной величине входного сигнала в момент подачи очередного импульса.

Этот усилитель на самом деле нелинейный. Делается переход на линейное описание при большой частоте дискретизации (если частота дискретизации >> частоты среза разомкнутой системы).

Например, пусть частота следования импульсов 400Гц 6,28 2500рад/с

Если полоса пропускания до 1001, то на столь высокую частоту следования

с

импульсов двигатель не будет реагировать в силу своей инерционности. Усилитель состоит из силовой и управляющей части.

Силовая часть усилителя мощности

Принцип работы:

При вращении двигателя в одну сторону одновременно открываются транзисторы VT1, VT3, при вращении в другую сторону – транзисторы VT2, VT4.

Исключается одновременное открытие транзисторов VT1 и VT2 или

VT1 и VT3.

Диоды VD1 – VD4 нужны для защиты транзистора от пробоя при закрывании. Это показывается на следующих рисунках, на котрых показывается, как накапливается и рассасывается энергия, запасаемая в индуктивности ротора

29

30

При закрывании транзистора, запасенная в индуктивности якоря энергия, определяемая через ЭДС на индуктивности, имеет противоположный знак относительно источника питания. Ее ток не может сразу прерваться, он рассасывается через обратные диоды.

В этой схеме мы выбираем U0 , транзисторы и диоды.

Блок управления

На четыре входа силового блока (базовые сигналы силовых транзисторов) подаются четыре управляющих сигнала блока управления.