Назначение устройства. Краткое описание работы выбранного аналога

Следящий привод возвратно-поступательного движения широко используется в оптико-механических приборах и устройствах, системах управления, механических устройствах РЭА и ЭВМ, робототехнике и других устройствах. Применение шагового двигателя в следящем приводе позволяет включать этот привод непосредственно в контур управления общей управляющей ЭВМ и делает ненужным сигнал обратной связи.

Следящий привод возвратно-поступательного движения состоит из шагового электродвигателя, который через редуктор соединен с выходным звеном, рейкой, перемещающейся в направляющих. Редуктор предназначен для преобразования крутящего момента вала электродвигателя в крутящий момент выходного вала за счет двухступенчатой зубчатой передачи. Этот момент необходим для обеспечения движения рейки.

Для защиты механизма от перегрузок установлена шариковая предохранительная муфта. При увеличении момента на колесе сверх момента предохранения, шарики выталкиваются из лунок, выполненных в ступице зубчатого колеса, преодолевая силу сжатия пружин, и освобождают колесо от сцепления с валом 2: оно свободно прокручивается в подшипнике скольжения.

Разрабатываемую конструкцию можно представить в виде структурной схемы:

Рис. 0.1

Конструкция состоит из следующих элементов:

Двигатель (Д);

Редуктор (Р);

Предохранительная муфта на валу (М);

Выходное звено (ВЗ).

   

Проектировочный расчет ЭМП

Выбор электродвигателя по мощности

Для определения статического момента на выходе редуктора необходимо определить силу веса Р по соотношению:

Р = g*m,

где g – ускорение свободного падения, ;

  m – перемещаемая масса, кг;

и определить реакцию в опорах по формулам:

 

 = f* ,  = f*

где f – коэффициент трения скольжения.

Согласно справочной литературе направляющие прямолинейного движения изготавливаем из бронзы, а рейку – из стали 45. Для этих материалов f = 0,18 (при отсутствии смазки).

Р = 6*9,8 = 58,8 (Н)

 

 = P*a + *(a+b) = 0

 = P*b + *(a+b) = 0

 

Назначим: a = 35 [мм]

              b = 35 [мм].

 

Тогда, решив уравнения, получим:  =  = 29,4 [H].

 = = 0,18*29,4 = 5,3 (Н)

 

Данные микровыключателя МП3-1:

Поперечная сила , Н	2
Осевая сила , Н	0,4

 

Определим мощность на выходе редуктора по формуле:

где P_р — расчётная мощность электродвигателя, Вт;

P_н — расчётная мощность нагрузки, Вт;

η_о — КПД цепи двигатель-нагрузка, б/р;

 – коэффициент запаса, б/р;

Расчётная мощность нагрузки вычисляется по формуле:

Где  для следящих приводов, б/р;

для электромеханических приводов, б/р;

 

 

Выберем двигательДШ80-0,16-22,5:

Параметр	Значение
Напряжение управления фазы	27 В
Номинальный момент,	0,16 Н
Частота приемистости,	230
Угол поворота на один шаг,	22,5º
Момент инерции ротора,	24.3*10-7 кг*м2
Масса	2,5 кг
Гарантированная наработка	3000 ч
Диапазон рабочих температур	-60ºС/+145ºС

Тогда:

  следовательно, двигатель ДШ80-0,16-22,5 подходит по мощности.