- •Міністерство освіти і науки україни черкаський державний технологічний університет
- •В.І. Задорожний
- •Черкаси, чдту 2007
- •2. Показники пзп, що впливають на вибір виконавчого двигуна
- •2.2. Вибір ед при змінному статичному навантаженні
- •2.3. Вибір ед при постійно діючому статичному навантаженні і забезпеченні заданого часу перехідного процесу
- •2.4. Сумісний вибір виконавчого двигуна і редуктора в слідкуючому приводі.
- •3. Визначення передавального числа редуктора
- •3.1. Рівняння моментів на валу виконавчого двигуна
- •3.2. Вибір передавального відношення пв редуктора
- •3.3. Варіанти завдання вихідного параметру виконавчого механізму виходу
- •3.4.1. Розрахунок пар коліс малопотужного редуктора при умові мінімізації габаритів
- •3.4.2. Розрахунок кількості пар коліс малопотужного редуктора при мінімізації його маси
- •3.4.3. Розрахунок пар коліс редуктора за умови мінімізації приведеного моменту інерції редуктора
- •3.4.4. Проектування силового редуктора для машинобудівних об'єктів
- •3.4.5. Рекомендації до проектуванню елементів редуктора
- •4. Розрахунок зубчатих коліс на міцність
- •4.1. Визначення числа зубців коліс
- •4.2. Визначення модуля зачіплення
- •4.3. Основний розрахунок зубців. Розрахунок зубців на вигин.
- •4.4. Додатковий (перевірочний) розрахунок зубців. Розрахунок зубців на контактну міцність
- •4.5. Вибір матеріалів зубчатих коліс і черв'яків, визначення допустимої напруги
- •4.6. Розрахунок допустимих контактних напруг
- •4.7. Визначення допустимих напруг при короткочасних перевантаженнях
- •5. Розрахунок моментів опору (навантаження) і визначення ккд редуктора
- •6. Розрахунок редуктора на точність
- •6.1. Вибір ступеня точності виготовлення коліс
- •6.2. Вибір виду сполучення.
- •6.3. Уточнений розрахунок передачі при роботі в широкому діапазоні температур.
- •6.4. Визначення похибок передачі.
- •6.4.1. Визначення похибки від мертвого ходу
- •6.4.2. Розрахунок пружного мертвого ходу
- •6.5. Розрахунок кінетичної похибки передачі Fior
- •7. Перелік рекомендованної літератури
- •Титульний лист звіту
- •Обговорено та узгоджено для видання кафедрою комп’ютеризованих та інформаціонних
- •18006 М.Черкаси, бульвар Шевченка, 460. 4 к.
2.2. Вибір ед при змінному статичному навантаженні
У разі вибору ЕД для приводів, працюючих в умовах змінного моменту по величині і часу (наприклад, електромеханічного аретира і пристрою переміщення діафрагми і ін.) його потужність доцільно визначати, користуючись методом еквівалентного моменту Ме:
, (3)
де Мі – діючий момент;
ti - час дії цього моменту.
Тоді потужність двигуна визначитися
. (4)
2.3. Вибір ед при постійно діючому статичному навантаженні і забезпеченні заданого часу перехідного процесу
Потужність ЕД для цього випадку вибирають за рекомендаціями [11].
Проте, враховуючи те, що значна частина потужності при розгоні витрачається на подолання моменту інерції навантаження, елементів редуктора і самого двигуна, необхідно додатково перевірити умови забезпечення пускового моменту:
, (5)
де Jn - приведений момент інерції
- прискорення навантаження.
Приведений момент інерції визначитися з виразу
. (6)
де Ij – момент інерції j-1 ступеня редуктора
і – передавальне відношення пари коліс редуктора.
2.4. Сумісний вибір виконавчого двигуна і редуктора в слідкуючому приводі.
В слідкуючому приводі механізм працює весь час в динамічному режимі, тому рівняння моментів (3) повинне враховувати і номінальний режим роботи.
Рівняння моментів на осі двигуна буде мати вигляд
. (7)
Максимальне прискорення валу двигуна визначитися за виразом
. (8 )
Поведемо заміну (8) в рівнянні (7), отримаємо . (9 )
З виразу (9 ) видно, що момент на валу двигуна є деяка функція від передавального відношення редуктора ир. Знайдемо те оптимальне значення ир, при якому момент на валу двигуна буде мати мінімальну величину, для цього візьмемо першозмінну рівняння (9):
. (10)
Звідки для визначення up отримаємо вираз
. (11)
У виразі (9) на цьому етапі проектування Jдв і Jpпр невідомі.
Вважаючи, що забезпечується при номінальній кутовій швидкості електродвигуна ном, запишемо вимогу до вибираного електродвигуна, виходячи з умови забезпечення режиму перекидання uпереб:
. (12 )
Підставивши у вираз (11) ипереб з виразу (12 ), знайдемо:
. (13 )
Підставивши значення иот з виразу (11 2.8) і (Jдв + JРпр) з виразу (13 ) у вираз (9), отримаємо рівняння для мінімального необхідного моменту електродвигуна:
. (14 )
Потрібна мінімальна потужність двигуна буде дорівнювати
. (15 )
Для вибору двигуна застосовують наступний алгоритм:
1. Визначають потужність двигуна за виразом (15 );
2. Підбирають двигун так, щоб він задовольняв вимогам рівнянь (10 ) і (11).
3. Призначають модуль зубчатих коліс і проводять розрахунки зубців тихохідної пари на міцність;
4. Обчислюють величину Jp.np.
5. У разі потреби проводимо уточнений розрахунок.
6. Визначають оптимальне передавальне число редуктора за формулою (11) і (12 ), вибирають менше його значення.
3. Визначення передавального числа редуктора
Як наголошувалося, малопотужні ЕД мають високу швидкість обертання, а виконавчі (вихідні) вали багатьох виробів тихохідні, наприклад астрономічні прилади мають швидкість обертання - І оборот за добу. Структурна схема узгодження моментів виконавчого двигуна і навантаження приведена на рис.2. В ній на місці навантаження, редуктор забезпечує
Рис.2. Схема узгодження параметрів виконавчого механізму
збільшення моменту на величину передавального числа, але цей момент зменшується на втрати в редукторі, тобто на ККД. Чим більше передавальне число редуктора, тим нижче за його ККД. Вибір оптимального передавального числа редуктора і мінімальної величини втрат моменту двигуна - одна з ключових задач при виборі кінематичної схеми редуктора.