Во всех случаях проектирования, а особенно при проектировании механизмов, предназначенных для летательных аппаратов, необходимо обеспечить высокую надёжность передачи и целесообразное уменьшение её массы и габаритов.
При проектировании любого вида зубчатой передачи перед конструктором-расчётчиком возникает целый ряд вопросов, которые он должен решить в определённой последовательности.
К числу основных вопросов относятся следующие: определение общего передаточного отношения; выбор типа передачи и вида зацепления; определение количества ступеней в передаче и распределения передаточного отношения по ступеням; определение числа зубьев колёс, расчёт на прочность и определение модуля зацепления; определение геометрических параметров колёс; расчёт сил и моментов, определение к. п. д. Передачи, определение мощности на входе редуктора; расчёт передач на точность, выбор стенки точности колёс, вида сопряжения, определение мёртвого хода и кинематической погрешности передачи; расчёт валов и подбор подшипников.
Технические характеристики проектируемого ЭМП
МН max , Н×м | wmax, рад/с | w’НMAX, рад/с2 | JН, кг×м2 | Uп, В | Срок службы, часы |
3,5 | 0,5 | 1 | 1,4 | 12 | 1400 |
Сеть постоянного тока. |
где:
МН max — максимальный момент нагрузки на выходном валу привода;
wн max — максимальная угловая скорость выходного вала;
w¢Н MAX — максимальное угловое ускорение выходного вала;
JН — момент инерции элемента нагрузки;
Uп — напряжение питания сети.
1. Подбор двигателя.
Общие рекомендации по выбору двигателя.
При подборе электродвигателя руководствуются следующими показателями: родом тока, номинальным напряжением питания, мощностью и частотой вращения, номинальным и пусковым моментом, жёсткостью (мягкостью) характеристики, регулировочными свойствами, стойкостью к внешним воздействиям. При этом стремятся выбрать наиболее простой по конструкции и управлению электродвигатель, надёжный и имеющий минимальную стоимость и массу, с высоким КПД. Также он должен обеспечивать выполнение приводом его функций.
Механической характеристикой электродвигателя называют зависимость частоты вращения вала электродвигателя от момента нагрузки на валу. В дальнейшем механическую характеристику будем называть просто характеристикой. На рис.2 приведены характеристики наиболее часто применяемых электродвигателей.
Тип двигателя | U, B | MНОМ, Н×мм | nНОМ, мин-1 | МП, Н×мм | nА, мин-1 | JР ´ 10-4, кг×м2 | Срок службы ,ч |
ДПР-52-H1-08 | 12 | 10 | 2500 | 151 | 3500 | 0,017 | 2500 |
Проверим соответствие номинальных мощностей этих двигателей с расчётной мощностью нагрузки.
Необходимая расчётная мощность определяется по формуле:
PP »
+ JПР×i02×w’НMAX×wнmaxгде i0 — общее передаточное отношение передачи;
h0 — предполагаемый к. п. д.;
JПР — приведённый момент инерции двигателя:
JПР = JР + JПР/ i02 ;
i0 = wДВном / wнmax ;
wДВном = nНОМ×2p/60 ;
h0 = h1n , где h1 — к. п. д. одной ступени;
n — число ступеней;
Двигатель ДПР-32-Н1-07:
JР = 0,002×10-4кг/м 2 ;
wДВном = nНОМ×2p/60 =
рад/с ;i0 = wДВном / wнmax =
;Принимаем передаточное отношение для всех колёс одинаковое, то есть
i1= i2 = i3 = . . . = in Þ i1n = i0, тогда n = lg (i0)/lg(i1) принимаем i1 = 3,5 . . 5 .
Получаем ориентировочное число ступеней n=5 (так как n = lg (i0)/lg(i1) » 4,4 . . 5,2)
Принимаем h1 = 0,95, тогда h0 = h1n = 0,955 » 0,77
Вычисляем JПР = JР + JПР/ i02 = 0,002×10-4 + 0,5/8732 » 873×10 -9 кг×м2
Вычисляем расчётную мощность :
PP =
ВТPНОМ=
ВТ, меньше чем PP следовательно двигатель ДПР-32-Н1-07 не подходитДвигатель ДПР-42-Н1-08:
JР = 0,0057×10-4кг/м 2 ;
wДВном = nНОМ×2p/60 =
рад/с ;i0 = wДВном / wнmax =
» 872,7 ;