- •Введение
- •1 Техническое задание
- •1.1 Технические характеристики системы регулирования
- •1.2 Функциональная схема. Принцип действия системы автоматического регулирования
- •2 Выбор и обоснвание выбора элементной базы локальной су
- •2.1 Выбор двигателя и расчет передаточной функции
- •2.1.1 Технические характеристики двигателя :
- •2.1.2 Расчет передаточной функции. Двигатель постоянного тока имеет передаточную функцию вида:
- •2.2 Расчет зубчатой конической передачи
- •2.3 Выбор микропроцессорного комплекта и передаточной функции
- •2.4 Расчет усилительно-преобразовательного устройства
- •2.5 Выбор и расчет передаточной функции датчика угла поворота
- •3 Расчет датчика обратной связи
- •4 Расчет передаточной функции сар. Определеие устоичивости
- •5 Построение лачх системы и ее анализ
- •6 Построение жлачх
- •7 Корректирующее устройство
- •7.1 Аналоговое ку
- •7.2 Программное корректирующее устройство
- •7.3 Выбор корректирующего устройства
- •Заключение
- •Литература
- •Приложение
2.1.1 Технические характеристики двигателя :
Типоразмер ПН-5
Номинальная мощность Рн, КВт 1
Номинальное количество оборотов nн, об/мин 2800
Номинальный ток I, А 0,585
Коэффициент полезного действия ,% 88,6
Номинальное напряжение Uн, В 120
Момент инерции ротора J, кгмм-4 0,03
Вид исполнения (закрытое исполнение) IP 54
2.1.2 Расчет передаточной функции. Двигатель постоянного тока имеет передаточную функцию вида:
Wдв(P) = ,
где kдв – коэффициент усиления;
Tдв – электромеханическая постоянная электродвигателя.
Передаточная функция исполнительного двигателя:
Вычислим передаточную функцию, определив коэффициенты: kдв, Тм.
Постоянная времени по моменту:
где Се – электрическая постоянная, зависящая от конструкции двигателя.
Се вычислим следующим образом.
Уравнение якорной цепи:
В установившемся (номинальном) режиме Iя = const, поэтому
Так как , то:
Решим уравнение относительно Се.
Учитывая паспортные данные, определенные при выборе двигателя, вычислим Се.
С учетом найденных коэффициентов запишем передаточную функцию исполнительного двигателя:
Передаточная функция запишется в следующем виде:
Wдв(P) = .
2.2 Расчет зубчатой конической передачи
Выбираем редуктор с конической зубчатой передачей, так как именно этот вид передачи наиболее подходит для больших передаточных чисел.
Выбор материала и определение допускаемых напряжений.
Для шестерни: сталь 45, улучшение, тв. 295 НВ, [σH]1=432 МПа, [σF]1=240 МПа.
Для колеса: сталь 45, нормализация, тв. 210 НВ, [σH]2=400 МПа, [σF]2=175 МПа
([σH] - допускаемое контактное напряжение, [σF] - допускаемое напряжение при изгибе).
Общее контактное напряжение для прямозубой (зубчатой конической) передачи:
[σH]= [σH]min=400 МПа.
Внешний делительный диаметр колеса определяется по следующей формуле:
,
где TK - крутящий момент ведомого колеса рассчитываемой передачи,
TK=31·103 Н·мм;
U==280 – передаточное отношение рассчитываемой передачи;
=0,3 -коэффициент длины зуба;
[σH]=400 МПа - общее контактное напряжение передачи;
-коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба, выбирается в зависимости от ψbd, ,- коэффициент ширины колеса, выбирается из значений (0.2; 0.4; 0.5; 0.8).
Определим :
Примем=0,2, тогда
;
=1,25,[1,т.9.11].
(мм).
Определение число зубьев шестерни и колеса.
Назначим число зубьев шестерни Z1=21, тогда число зубьев ведомого колеса: Z2=Z1·U=21·4.3≈91.
Внешний окружной модуль:
(мм).
Округляя по ГОСТ, получим мм
Уточним внешний делительный диаметр
(мм).
Округляя по ГОСТ, получим (мм)
Конусное расстояние определяется по формуле:
(мм).
Длина зуба или ширина зубчатого венца определяется по формуле:
(мм).
Округляя по ГОСТ, получим b=127 мм
Определим углы при вершинах начальных конусов:
для шестерни: , откуда,
для колеса
Средний делительный диаметр шестерни:
(мм).
Средний окружной модуль
(мм).
По ГОСТ принимаем модуль мм.
Средняя окружная скорость передачи ,
где nш - число оборотов вала, на который насажена шестерня, об/мин;
.
Назначим степень точности передачи: S=9
Средний делительный диаметр колеса определим графически.
Определим внешний делительный диаметр шестерни:
(мм).
Примем =190 мм.
М1:5
Рисунок 2 - Средний делительный диаметр колеса
мм;
мм;
b=127 мм.
Графически определяем, что d2≈770 (мм).
Проверочный расчет передачи на контактную прочность:
≤[σH],
где [σH]=400 МПа,
KH-коэффициент нагрузки, KH=KHα ·KHβ·KHυ, где
KHα – коэффициент распределения нагрузки между зубьями, KHα=1 (для прямозубой передачи),
KHβ – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба,
KHβ =1,25 ;
KHυ – коэффициент динамичности нагрузки, KHυ =1,
т.е. KH=KHα ·KHβ·KHυ=1·1,25·1=1,25.
<400МПа.
Условие прочности выполняется.
Рассчитаем основные размеры шестерни и колеса.
Параметры шестерни:
(мм);
(мм),
где - диаметр выступов зубьев шестерни, мм;
- диаметр впадин зубьев шестерни, мм;
Параметры колеса:
(мм);
(мм).
-диаметр выступов зубьев ведомого колеса, мм;
-диаметр впадин зубьев ведомого колеса, мм.