3.1. Уравнение моментов на валу исполнительного двигателя

На валу ЭД суммируются все моменты, присутствующие на нагрузке и в механической передачи. Общее выражение для определения момента на валу ЭД запишется

. (7)

Где первый член правой части - момент инерционных сил, второй - момент скоростных (демпфирующих) сил, третий - момент нагрузки, приведенный к валу ЭД, четвертый - момент сил трения, величина существенно нели­нейная;

Jп - момент инерция, приведенный к валу ЭД,

, , - соответственно ускорение и скорость оси двигателя;

К-коэффициент скоростного тре­ния, в редукторах с пластической (консистентной) смазкой им можно пре­небречь;

u_i - ПО от вала ЭД до выходного вала нагрузки;

- КПД ре­дуктора, зависящий от типа редуктора: самый высокий у цилиндрических прямозубых (порядка 0,8), самый низкий - у червячных (порядка 0,4), зависит от модуля, чем меньше модуль, тем меньше КПД..

Выбор приводного механизма может быть оптимизирован на основании некоторых целевых функций (критериев).

3.2. Выбор передаточного отношения по редуктора

1) Передаточное отношение редуктора u_iу выбирается из условия обеспечения максимального ус­корения нагрузки при номинальном моменте двигателя.

. (8)

В теории автома­тического управления /ТАУ/ доказывается, что в этом случав обеспечива­ется максимальное быстродействие системы

2) ПО редуктора выбирается также из условия обеспечения требуемой скорости реверс (переброса):

, (9)

где - номинальная скорость двигателя:

_p, _p - соответственно ускорение и скорость переброса;

К_ф =1,1-1,3 - допустимый коэффициент форсировки исполнительного двигателя по скорости.

Если

u_cр<u_m и u_cр<u_iу где u_m=Мн/Mд (10)

выбираем

u=u_cp =u_iу, (11)

оно при выполнении двух первых условий обеспечивает скорость переброса.

Общее ПО редуктора включает ряд передач и может записано:

u_cp=u_iу= (12)

Где к - число пар колес, j- номер пары, начиная от двигателя или нагрузки, (-) направление вращения валов двигателя и нагрузки.

После выбора двигателя, определяют элементы конструкции устройства, проводятся прорисовки общих видов сборочных единиц, проводится выбор подшипников (2, т.2; 32] и их посадок, выполняется проверочный расчет суммарного момента испол­нительного двигателя по формуле (2.1), в которую подставляются расчетные параметры спроектированного механизма, а по (1.2) определяются коэффициенты К_т и К_р..

3.3. Варианты задания выходного параметра исполнительного механизма

При выдаче технического задания в качестве задающего па­раметра могут задаваться:

а/ задана частота вращения вала двигателя n_д, об/мин;

- тогда угловая скорость выходного вала двигателя определится по формуле

. (13)

б/ задан yгол поворота выходного вала /градус/ и время этого поворота tр /с/;

- тогда при условии равномерного движения нагрузки и малого времени разгона частота вращения выходного вала определится

. (12)

в/ задана линейная скорость ленты (v), или поступательное движение ползуна штока арретира, штока несущего лепесток механизма перемещения диафрагмы;

- тогда частота вращения выходного вала определится по формуле

. (13)

где v линейная скорость ленты, мм/с;

r - радиуc ведущего вала.

3.4. Разбивка ПО редуктора на ступени [16, 21, 26].