Расчет электромеханического привода
Расчет электромеханического привода: методические указания для студентов
Данное учебно-методическое пособие, разработанное для студентов приборных специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана, представляет собой руководство по расчету и проектированию электромеханических приводов (ЭМП). Цель издания – сформировать у студентов навыки самостоятельного расчета, проектирования, а также умение использовать справочные материалы и вычислительную технику в инженерных расчетах.
Кинематический расчет электромеханического привода
Первый раздел посвящен кинематическому расчету ЭМП, который начинается с предварительного выбора типоразмера электродвигателя. Этот этап включает в себя анализ исходных данных, определение типа (серии) электродвигателя с учетом назначения, режима работы, условий эксплуатации и источников питания. Далее рассчитывается расчетная мощность электродвигателя, которая зависит от кинематической схемы привода (один выход, параллельное разветвление потока мощности, единая кинематическая цепь с двумя выходными валами). Расчет мощности нагрузки учитывает вращательное или поступательное движение выходного звена. После определения расчетной мощности производится подбор конкретного электродвигателя из намеченных серий по справочным данным, с учетом коэффициента запаса. Следующим шагом является определение передаточных отношений цепей ЭМП, которое зависит от частоты вращения вала двигателя и выходного вала. Завершается раздел определением схемотехнического состава ЭМП, что является одним из важнейших этапов проектирования. Выбор элементов привода зависит от различных факторов, включая закон движения выходного звена, передаточное отношение, требуемую точность и условия эксплуатации. В заключение раздела рассматривается определение чисел зубьев элементарных передач, с учетом стандартных рядов и рекомендаций для различных типов передач.
Проектировочный расчет зубчатых передач на прочность
Второй раздел посвящен проектировочному расчету зубчатых передач на прочность. Он начинается с силового расчета, в процессе которого определяются крутящие моменты, действующие на каждом валу механизма. Приведение статических моментов ведется от выходных звеньев к двигателю. Далее рассматривается выбор материалов элементов передач, с учетом характера нагрузки, условий эксплуатации и стоимости. Приводятся рекомендации по выбору материалов для различных типов передач (цилиндрические, конические, червячные, волновые). Определяются допустимые напряжения изгиба и контактные напряжения, с учетом режима нагружения и срока службы. Завершается раздел определением модуля передач, который рассчитывается для различных типов передач (цилиндрические, конические, червячные, волновые, ременные) с использованием соответствующих формул и коэффициентов.
Геометрический расчет и оформление рабочих чертежей
Третий раздел посвящен геометрическому расчету элементарной передачи, который выполняется на основании кинематического и прочностного расчетов. Определяются основные размеры передачи (диаметры, ширины, межосевые расстояния) для различных типов передач. Четвертый раздел содержит указания к выполнению рабочих чертежей зубчатых колес и червяков. Рассматриваются типовые конструкции, правила оформления рабочих чертежей, требования к размерам, допускам, шероховатости поверхностей и таблице параметров.
Расчет электромеханического привода на точность и проверочные расчеты
Пятый раздел посвящен расчету ЭМП на точность. Рассматриваются вопросы назначения степеней точности и видов сопряжения в зубчатых и червячных передачах, с учетом назначения, стоимости и условий эксплуатации. Определяется общая погрешность передачи, которая складывается из кинематической и люфтовой погрешностей. Рассматриваются методы определения люфтовой и кинематической погрешностей для различных типов передач. Шестой раздел посвящен проверочным расчетам спроектированного ЭМП. Проверяется правильность выбора электродвигателя, проводится проверочный расчет элементов на прочность, а также расчет на быстродействие, с определением постоянной времени и времени переходного процесса. В заключение приводятся примеры расчетов, иллюстрирующие применение изложенных методов.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» Расчет электромеханического привода Методические указания к выполнению домашнего задания Под редакцией О.Ф. Тищенко 2-е издание, исправленное
УДК 621.81 ББК 31.291 Р24 Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/115/book1757.html Факультет «Радиоэлектроника и лазерная техника» Кафедра «Элементы приборных устройств» Рекомендовано Редакционно-издательским советом МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебно-методического пособия Авторы: Ю.А. Кокорев, В.А. Жаров, А.Я. Ожерельев, О.В. Г отальская Рецензенты: канд. техн. наук, доцент В.Н. Герди, канд. техн. наук, доцент В.В. Ягодкин Р24 Расчет электромеханического привода. Методические указания к выполнению домашнего задания / [Ю. А. Кокорев и др.] ; под ред. О. Ф. Тищенко. — 2-е изд., испр. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2018. — 47, [1] с. : ил. ISBN 978-5-7038-4822-7 Цель методических указаний — развить у студентов навыки самостоятельного расчета и проектирования электромеханических приводов (ЭМП) приборных устройств, умение пользоваться справочными материалами и ЭВМ в инженерно-технических расчетах. Для студентов приборных специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана. УДК 621.81 ББК 31.291 ISBN 978-5-7038-4822-7 © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018 © Оформление. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018
Предисловие Электромеханический привод (ЭМП) широко применяют в системах автоматики, вычислительной техники, робототехники, в радиоэлектронной аппаратуре, оптико-электронных и оптикомеханических приборах. Разработка схемы и конструктивное решение ЭМП зависят от характера и параметров движения объекта, на который воздействует привод, а также от параметров двигателя, используемого в данном приводе. Цель методических указаний — развить у студентов навыки самостоятельного расчета и проектирования электромеханических приводов (ЭМП) приборных устройств, умение пользоваться справочными материалами и ЭВМ в инженерно-технических расчетах. При выполнении задания студенту необходимо с учетом исходных данных и требований задания выбрать тип двигателя, определить наиболее рациональный схемотехнический состав привода и рассчитать элементы его конструкции, обеспечивающие функционирование ЭМП в соответствии с требованиями задания. Выполнение расчетов рекомендуется проводить на ЭВМ.
1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА 1.1. Предварительный выбор типоразмера электродвигателя 1.1.1. Определение типа (серии) электродвигателя Проводится анализ исходных данных задания и намечается тип электродвигателя с учетом назначения и режима работы ЭМП, вида источников питания и условий эксплуатации (условий окружающей среды, ресурса, габаритов и массы). Необходимые дополнительные рекомендации по выполнению рассматриваемого этапа даны в [2, 4–6, 8, 9–14, 17, 18]. 1.1.2. Определение расчетной мощности электродвигателя Порядок расчета мощности электродвигателя Pрас зависит от характера исходных данных, которые условно сводятся к трем основным вариантам. Вариант 1 (рис. 1, а). ЭМП имеет один выход. В этом случае требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле P P рас н P = η , (1) где Pн — мощность нагрузки на выходном валу; ηP — КПД цепи двигатель – нагрузка. Вариант 2 (рис. 1, б). ЭМП имеет два выхода с параллельным разветвлением потока мощности. Для этого случая имеем P P P , (2) рас н1 н2 = + η η 1 2 4
Рис. 1 где Pн1, Pн2 — мощность нагрузки первого и второго потоков соответственно; η1 и η2 — КПД механизмов в первом и втором потоках. Вариант 3 (рис. 1, в). ЭМП имеет единую кинематическую цепь с двумя выходными валами. Для этого случая имеем P P P рас н2 н1 = + 1 2 1 / , (3) − η η 5
Похожие