Кинематический расчет привода

Исходные данные на курсовое проектирование содержат частоту вращения стола прибора n_ст или скорость перемещения V стола прибора.

При заданной частоте вращения стола прибора общее передаточное отношение привода определяют по формуле:

.

При заданной скорости линейного перемещения стола угловая скорость ω и частота вращения n ведущего звена (винта или гайки) связаны со скоростью V ведомого звена, движущегося поступательно, зависимостями

;

, (2.3)

где ω – угловая скорость, с^–1;

V – скорость движущегося поступательно ведомого звена, мм/с;

p – шаг резьбы, мм;

n_p – число заходов резьбы;

n – частота вращения ведущего звена (винта или гайки), мин^–1.

Рекомендуется применять стандартную трапецеидальную резьбу с шагом p не менее 2 мм.

Передаточное отношение привода

.

Пример 2.1. Выбрать двигатель привода стола контрольно-из-мерительного прибора; определить общее передаточное число привода и произвести его разбивку. (рис. П 4.1, прил. 4)

Исходные данные: тяговая сила стола F = 600 Н, скорость перемещения стола в установившемся режиме V = 40 мм/с = 0,04 м/с.

Решение

Определяем КПД привода.

Значения КПД :

зубчатой пары η_з = 0,98;

одной пары подшипников качения η_п = 0,99;

передачи винт–гайка η_в-г = 0,35;

.

Требуемая мощность электродвигателя по формуле 2.2

Вт.

В пояснительной записке для каждой из формул приводят расшифровку всех элементов с указанием единиц.

По таблице [2] выбираем двигатель серии 4А с номинальной мощностью P_ном = 80 Вт и n = 1380 мин^–1.

Определим частоту вращения винта в передаче винт гайка по формуле (2.3):

.

Примем шаг резьбы винта p = 4 мм, тогда

мин^–1.

Передаточное отношение зубчатой передачи

.

Для данного передаточного отношения выбираем одноступенчатую зубчатую передачу.

Пример 2.2. Выбрать двигатель привода вращающегося стола контрольно-измерительного прибора; определить общее передаточное число привода и произвести его распределение по ступеням (рис. П 4.6, прил. 4).

Исходные данные: момент сопротивления вращению стола Т =
= V = 15 Н∙м, угловая скорость стола w_ст = 6,28 с^–1.

Решение

Определяем КПД привода.

Значения КПД:

зубчатой цилиндрической пары η_зц = 0,98;

зубчатой конической пары η_зк = 0,97;

пары подшипников качения η_п = 0,99;

.

Требуемая мощность электродвигателя по формуле (2.1)

Вт.

По таблице [2] выбираем двигатель серии 4А с номинальной мощностью P_ном = 120 Вт и n = 1380 мин^–1, тогда угловая скорость двигателя

с^–1.

Передаточное отношение зубчатой передачи

.

Округленное значение передаточного отношения 23, необходимо использовать двухступенчатую зубчатую передачу. Производим приближенное распределение передаточного отношения по ступеням в соответствии с [3].

Для конической передачи U_пк = 4.

Для цилиндрической передачи U_пц = 5,6.

Расчетное передаточное отношение

.

Относительная погрешность передаточного отношения или заданной скорости не должна превышать 5 %:

или .

Проверим правильность наших расчетов:

.