
- •Мехатронные системы машин
- •1. Введение, целевые задачи мехатроники.
- •2. Основные понятия и определения в мехатронике.
- •3. Новые технологии в мехатронике.
- •4. Подход к проектированию интегрированных мехатронных модулей и систем.
- •5. Метод объединения элементов мехатронного модуля в едином корпусе.
- •6. Мехатронные модули движения.
- •7. Интеллектуальные мехатронные модули
- •8. Производственные машины с параллельной и гибридной кинематикой.
- •8.2. Мехатронный робот-станок "рост 300"
- •9. Управление движением мехатронных систем на основе Интернет технологий
- •10. Сенсорные элементы, датчики, чувствительные элементы и устройства мехатронных систем.
- •10.2 Датчики и чувствительные элементы мехатронных модулей.
- •10.3. Ультразвуковые датчики расстояний для мехатронных модулей движения автомобиля.
- •10.4. Радарные датчики в мехатронных модулях движения автомобилей.
- •10.5 Датчики, работающие на эффекте Холла.
- •10.6 Электронный блок управления (эбу)
- •11. Примеры интеллектуальных мехатронных модулей
- •12. Энергетический расчет универсального мехатронного модуля
- •12.1. Энергетический расчет универсального мехатронного модуля при незначительных динамических нагрузках
- •12.2. Энергетический расчет универсального мехатронного модуля при значительных динамических нагрузках
- •13. Преобразователи движения
- •Геометрический расчет передачи.
- •13.5. Проверочный расчет зубьев шестерни и рейки на выносливость по контактным напряжениям.
- •13.6. Проверочный расчет зубьев шестерни и рейки на выносливость пo напряжениям изгиба.
- •14. Расчет параметров двигателя и редуктора скипового подъемника
- •14.2. Расчетно-конструкторская часть
- •14.3. Расчет мощности двигателя скипового подъемника
- •14.4. Выбор двигателя
- •14.5 Выбор редуктора
- •15. Расчет широтно-импульсного преобразователя (шип)
- •15.2 Выбор силовых полупроводниковых элементов
- •15.3. Определение оптимальной частоты коммутации шип[16]
- •15.4 Определение постоянных и базовых величин, необходимых для расчета электромагнитных нагрузок энергетического канала
- •16. Электромагнитные тормозные устройства
- •17. Расчет и выбор параметров сглаживающего фильтра
- •18. Кинематическая погрешность цилиндрической зубчатой передачи
- •Мертвый ход цилиндрической зубчатой передачи.
- •19. Датчики информации
- •19.1. Датчики положения и перемещения
- •19.2. Аналоговые датчики положения
- •19.3. Цифровые датчики положения
- •20. Надежность мехатронных модулей
- •20.1. Надежность в период постепенных отказов.
- •20.2. Надежность сложных систем.
- •21. Диагностика мехатронных систем автомобилей
- •22. Антиблокировочная мехатронная система тормозов (аbs) автомобиля
- •23. Нейронные сети в мехатронике
- •23.1. Рекуррентная хэммингова сеть
- •23.2. Решение систем линейных уравнений.
- •23.3. Экстраполяция функций.
- •24. Математические основы измерения и анализа случайных динамических процессов мехатронных систем
- •25. Информационные контрольно-диагностические мехатронные системы
- •25.1. Состояние и тенденции развития систем
- •25.2. Автомобильные дисплеи
- •26. Мехатронное управление амортизатором автомобиля.
- •27. Экономические и социальные аспекты мехатроники
- •Приложение 1. Вибродиагностика агрегатов и мехатронных систем машин.
- •Приложение 2. Окна взвешивания, применяемые для спектрального анализа вибрационных сигналов в мехатронных системах.
- •Приложение 3 словарь терминов, применяемых при анализе, расчете и проектировании мехатронных систем машин [13]
- •Приложение 4 аббревиатуры, употребляемые в мехатронике.
- •Приложение 5 вопросы по дисциплине «мехатронные системы машин»
Мертвый ход цилиндрической зубчатой передачи.
Разность положений ведомого звена для одинаковых положений ведущего звена при прямом и обратном ходах передачи называют мертвым ходом. Он проявляет себя в том, что при изменении направления вращения ведущего колеса ведомое некоторое время остается неподвижным.
Алгебраическую разность между погрешностями положений ведомого звена при обратном Jto6p и прямом Jtnp ходах называют погрешностью мертвого хода Jt передачи:
Jt =Jto6p- Jtnp
При расчете по методу максимума-минимума минимальное значение мертвого хода Jt . цилиндрической зубчатой передачи, мкм:
(18.7)
где Jnmin - гарантированный боковой зазор, мкм.
Максимальное значение мертвого хода цилиндрической зубчатой передачи, мкм:
,
(18.8)
где EHS1 и EHS2 - наименьшее смещение, мкм, исходного контура первого и второго колес; TH1 и TH2 - допуск, мкм, на смещение исходного контура первого и второго колес; ± fа - предельное отклонение, мкм, межосевого расстояния (плюс-верхнее, минус-нижнее); Gr1 = еr1 = Fr1 и Gr2 = еr2 = Fr2 - радиальный зазор (люфт), мкм, в опоре вращения первого и второго колес.
При вероятностном методе расчета максимальное значение мертвого хода, мкм:
Jtp=KpJtmax (18.9)
Значение мертвого хода в угловых единицах - минутах, (...'):
(18.10)
а так же в радианах, (рад):
(18.11)
19. Датчики информации
Датчик, первичный преобразователь - элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину (давление, температуру, частоту, перемещение, скорость, напряжение, электрический ток и т.п.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации, а также для воздействия им на управляемые процессы.
В состав датчика входят воспринимающий (чувствительный) орган и один или несколько промежуточных преобразователей. Часто датчик состоит только из одного воспринимающего органа (например, термопара, тензодатчик).
Выходные сигналы датчиков различают по роду энергии — электрические, механические, пневматические (реже гидравлические), и по характеру модуляции потока энергии — амплитудные, время - импульсные, частотные, фазовые, дискретные (кодовые). Наиболее распространены датчики, действие которых основано на изменении электрического сопротивления, ёмкости, индуктивности или взаимной индуктивности электрической цепи (реостатный датчик, емкостной датчик, индуктивный датчик), а также на возникновении ЭДС при воздействии контролируемых механических, акустических, тепловых, электрических, магнитных, оптических или радиационных величин (тензодатчик, датчик перемещения, пьезоэлектрический датчик, датчик давления, фотоэлемент).
В соответствии с классификацией датчик относят к техническим средствам сбора и первичной обработки контрольно - измерительной информации.
Датчики являются одним из основных элементов в устройствах дистанционных измерений, телеизмерений и телесигнализации, регистрирования и управления, робототехники и мехатроники, а также в различных приборах и устройствах для измерений в физике, биологии и медицине для контроля жизнедеятельности человека, животных или растений. В связи с автоматизацией производства важнейшее значение приобрели датчики для измерения и регистрации плотности и концентрации растворов, состава и свойств веществ, динамической вязкости и текучести различных сред, влажности, прозрачности, интенсивности окраски, толщины слоя, температуры, упругости, перемещения, скорости, ускорения и других параметров, характеризующих технологические процессы. Для этого часто используют датчики, основанные на ультразвуковых, радиоволновых, оптических, радиационных и других методах измерений. Для имитации реальных условий при испытании систем автоматического регулирования и в вычислительной технике для решения задач статистическими методами применяют датчики случайных чисел.
Датчики служат для автоматического извлечения информации. Современная измерительная техника может непосредственно оценивать более 300 различных физических, химических и других величин, но этого для автоматизации ряда новых областей человеческой деятельности бывает недостаточно. Экономически целесообразное расширение номенклатуры датчиков в ГСП достигается унификацией чувствительных элементов. Чувствительные элементы, реагирующие на давление, силу, вес, скорость, ускорение, звук, свет, тепловое и радиоактивное излучения, применяют в датчиках для контроля загрузки оборудования и его рабочих режимов, качества обработки, учета выпуска изделий, контроля за их перемещениями на конвейерах, запасами и расходом материалов, заготовок, инструмента и т.д. Выходные сигналы всех этих датчиков преобразуются в стандартные электрические или пневматические сигналы.