Разработка узла привода спектральных фильтров
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ени обмоток, нагрузки и момента инерции. Для современных ШД fпр = 100-1000 Гц. Торможение шагового двигателя осуществляется скачкообразным снижение частоты управляющих импульсов от рабочего значения до нуля. Предельная частота, при которой ротор останавливается без потери шага, как правило, выше частоты приемистости, что объясняется внутренним демпфированием - электромагнитным тормозным моментом, моментом сопротивления нагрузки и трением в опорах. Реверс шагового двигателя производится путем изменения последовательности коммутации токов в обмотках, приводящего к изменению направления вращения магнитного поля на обратное. Предельная частота управляющих импульсов, при которой реализуется реверс без потери шага, всегда меньше частоты приемистости и составляет (0,2-0,5)fпр.
.3. Расчетная часть
.3.1 Энергетический и кинематический расчет привода
В предыдущем разделе мы произвели выбор двигателя. Ниже представлены его характеристики необходимые для расчетов:
Определяем частоту вращения вала шагового электродвигателя
Частота вращения для шагового электродвигателя определится по формуле
Определяем угловую скорость вала электродвигателя
Определение передаточного числа редуктора и разбивка его по ступеням
После выбора электродвигателя определяем общее передаточное число редуктора
где Uб - передаточное число раздвоенной быстроходной ступени привода, из конструктивных соображений назначаем Uб = 2,88.T - передаточное число тихоходной ступени, UT =1. Тогда общее передаточное число редуктора Uред =2,88.
Определение мощности на валах, частоты вращения валов и крутящих моментов на валах
Исходя из паспортных характеристик двигателя, определяем мощность на валах по формуле:
Мощность на первом валу равна мощности электродвигателя, т.к. шестерня установлена непосредственно на вал Р1 = Рэ = 8,8 Вт.
Мощность на втором валу редуктора (по двухпоточной схеме) определится:
Мощность на третьем валу будет равна
Частоты вращения валов могут быть определены через частоту вращения вала электродвигателя. Так как первый вал редуктора соединен с валом электродвигателя, то n1 = nэ= 1 об/мин.
Угловая скорость первого вала будет равна
Частота вращения второго вала редуктора определится:
Угловая скорость второго вала будет равна
Частота вращения третьего вала редуктора будет равна частоте второго:
Угловая скорость третьего вала будет так же равна угловой скорости второго вала
Крутящие моменты на валах определяют по формуле:
Результаты расчетов заносим в таблицу 1.
Таблица 1 - Результаты расчетов
Результаты проведенных расчетов являются исходными данными для последующих расчетов передач.
.3.2. Расчет передач
Расчет закрытой цилиндрической передачи.
Выбор материала и термической обработки колес
Назначаем:
шестерня - сталь 14Х12Н3А, термообработка - улучшение, 300НВ. колесо - сталь 14Х12НЗА, термообработка - улучшение, 300НВ.
Определение срока службы передачи
Определение допускаемых напряжений на контактную прочность
Допускаемые контактные напряжения определяем для шестерни и для колеса отдельно [1,2]
Результаты расчетов вводим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 - Расчет передачи на контактную прочность
Определение допускаемых напряжений при расчете зубьев на изгиб
Допускаемые напряжения на изгиб определяют для шестерни и колеса отдельно
- коэффициент долговечности.
Базовые допускаемые напряжения на изгиб [?]FO определяются по формуле
где ? Flim - предел выносливости, определяемый на зубьях при отнулевом цикле, МПа;
YR - коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности: при зубофрезеровании и шлифовании с Rz = 40 мкм YR = 1;- коэффициент размеров (при проектном расчете Yx =1);- коэффициент запаса прочности, Sf = 1,7.
Предел выносливости для колеса после улучшения и закалки ТВЧ ? Flim= 500 - 600 МПа [1]. Предел выносливости для колеса после улучшения ? Flim = 1,75HB [1].
Коэффициент долговечности YN определится по формуле
- эквивалентное число циклов нагружения;- показатель степени кривой выносливости,=9 - при закалке ТВЧ, цементации; m = 6 - при улучшении.
Эквивалентное число циклов нагружения NFE определяется по выражению
Результаты расчетов вводим в таблицу 2.2
Таблица 2.2 - Расчет передачи на изгибную прочность
Определение межосевого расстояния
где Ка - вспомогательный коэффициент, для косозубых колес Ка = 450;
Кн - коэффициент нагрузки;
?а - коэффициент ширины.
Для предварительных расчетов допускается принимать:
Коэффициент нагрузки Кн = 1,3 - для симметричного расположения колес. [1].
Коэффициент ширины ?а =0,165 [1].
Подставляя значения в формулу (2.1.11), получим
Из конструктивных соображений принимаем межосевое расстояние 24,25мм.
Определение модуля передачи
Определение суммарного числа зубьев
Определение числа зубьев шестерни
Определение числа зубьев колеса