I. Проектирование привода машины
Приводом называется устройство, предназначенное для приведения в движение звеньев исполнительного механизма. В его состав входят двигатель, передаточный механизм (редуктор) и система управления.
Выбор двигателя
В курсовом проекте предлагается использовать электрический двигатель постоянного тока независимого возбуждения. Такой двигатель имеет линейную статическую характеристику, что упрощает динамические расчеты.
Для того чтобы правильно подобрать
двигатель, необходимо знать, в каких
режимах работает машина. Если скорость
входного звена исполнительного механизма
остается
приблизительно постоянной, то реализуется
установившийся режим. В этом случае
приводной двигатель выбирается по
усредненной мощности
Однако, если движущий момент изменяется
по синусоидальному закону
,
то
.
Поэтому при подборе двигателя правильнее
использовать среднеквадратичное
значение мощности
.
В переходных режимах двигатель выбирают по максимальной мощности
.
Поскольку двигатель не меняется при
переходе с одного режима на другой
режим, необходимо, чтобы его номинальная
(паспортная) мощность
,
выбираемая по каталогу, была близкой,
но не меньшей, чем любая из мощностей
или
,
рассчитанных на программных движениях.
Из каталога определяется также коэффициент
перегрузки
,
позволяющий оценить перегрузочную
способность двигателя. Номинальный
момент на двигателе должен быть не
меньше ,чем его максимальное значение
.
Если это условие не выполняется, то выбирают двигатель большей мощности и снова осуществляют проверку. Дополнительно проводят тепловой расчет двигателя.
2. Разработка кинематической схемы редуктора
Исходными данными для разработки
кинематической схемы редуктора служат
частота вращения (число оборотов в
минуту) кривошипа
и номинальная частота вращения ротора
электродвигателя
,
взятая из каталога. Пользуясь этими
данными, определяют общее передаточное
отношение редуктора
или передаточное
число
.
Далее разрабатывают несколько вариантов кинематических схем редуктора с разбивкой передаточного числа между ступенями передачи. При разбивке общего передаточного числа между ступенями учитывают вид передачи.
В цилиндрических и конических
редукторах желательно на быстроходные
ступени назначать передаточное число
наибольшим. Передаточное число каждой
последующей, более тихоходной ступени,
следует принимать меньше каждой
предыдущей на 20-30%. При этом колеса всех
ступеней редуктора получаются примерно
одинакового диаметра, что улучшает
условия смазки зацепления и более полно
заполняет колесами объем корпуса
редуктора. В таких редукторах в одной
ступени допускается
.
В червячных редукторах (
)
для повышения КПД необходимо применять
многозаходные червяки. Применение
червячных передач при малых передаточных
числах (
)
нецелесообразно.
Большие передаточные числа могут обеспечить планетарные редукторы. При синтезе планетарной передачи необходимо определить число зубьев каждого колеса и число сателлитов. Эти числа должны удовлетворять ряду условий, вытекающих из особенностей конструкции планетарной передачи.
а) Условие отсутствия подрезания ножки
зуба. Для зубчатых колес без смещения
(внешнее
зацепление) и
(внутреннее
зацепление).
б) Условие соосности.
в) Условие соседства. Нагрузочная способность передачи тем выше, чем больше у нее сателлитов. Однако при большом количестве сателлитов они могут задевать друг друга. Чтобы этого не происходило должно выполняться для колес, образующих внешнее зацепление
внутреннее зацепление
где
-
число сателлитов.
г) Условие сборки. Зубчатые колеса должны собираться в кинематическую пару, если равны их окружные шаги. Для сборки планетарного механизма требуется, чтобы число сателлитов было кратным сумме чисел зубьев центральных колес.