2.2 Кинематический расчет привода

Исходные данные на курсовое проектирование содержат частоту вращения стола прибора n_ст или скорость перемещения V стола прибора.

При заданной частоте вращения стола прибора общее передаточное отношение привода определяют по формуле:

. (2.3)

При заданной скорости линейного перемещения стола угловая скорость ω и частота вращения n ведущего звена (винта или гайки) связаны со скоростью V ведомого звена движущегося поступательно зависимостями:

; (2.4)

, (2.5)

где ω – угловая скорость, рад/с;

V –скорость движущегося поступательно ведомого звена, мм/с;

p – шаг резьбы, мм;

n_p – число заходов резьбы;

n – частота вращения ведущего звена (винта или гайки), 1/мин.

Рекомендуется применять стандартную трапецеидальную резьбу с шагом p не менее 2 мм.

Передаточное отношение привода:

. (2.6)

Пример 1. Выбрать двигатель привода стола контрольно-измерительного прибора; определить общее передаточное число привода и произвести его разбивку. Схема 1 (см. Приложение 4)

Исходные данные: тяговая сила стола F = 600 Н, скорость перемещения стола в установившемся режиме V = 40 мм/с = 0,04 м/с.

Решение.

Определяем КПД привода

Значения КПД :

зубчатой пары η_з = 0,98;

одной пары подшипников качения η_п = 0,99;

передачи винт-гайка η_в-г = 0,35;

Требуемая мощность электродвигателя по формуле 2.2

Вт

В Пояснительной записке для каждой из формул приводят расшифровку всех элементов с указанием единиц.

По таблице [2] выбираем двигатель серии 4А с номинальной мощностью P_ном = 80 Вт и n = 1380 об/мин.

1. Определим частоту вращения винта в передаче винт гайка по формуле (2.5)

;

Примем шаг резьбы винта p = 4 мм, тогда

об/мин

Передаточное отношение зубчатой передачи

Для данного передаточного отношения выбираем одноступенчатую зубчатую передачу.

Пример 2. Выбрать двигатель привода вращающегося стола контрольно- измерительного прибора; определить общее передаточное число привода и произвести его распределение по ступеням. Схема 6 (см. Приложение 4)

Исходные данные: момент сопротивления вращению стола Т = 15 Н∙м, частота вращения стола _ст = 6,28 рад/с.

Решение.

Определяем КПД привода

Значения КПД:

зубчатой цилиндрической пары η_зц = 0,98

зубчатой конической пары η_зк = 0,97

пары подшипников качения η_п = 0,99

Требуемая мощность электродвигателя по формуле 2.1:

Вт

По таблице [2] выбираем двигатель серии 4А с номинальной мощностью P_ном = 120 Вт и n = 1380 об/мин, тогда частота вращения двигателя равна: рад/с.

Передаточное отношение зубчатой передачи:

.

Округленное значение передаточного отношения – 23, необходимо использовать двухступенчатую зубчатую передачу. Производим приближенное распределение передаточного отношения по ступеням в соответствии с [3]

Для конической передачи U_пк = 4

Для цилиндрической передачи U_пц = 5,6

Расчетное передаточное отношение:

Относительная погрешность заданной скорости не должна превышать 5 %:

или

Проверим правильность наших расчетов: