Проектирование механизма поворота стола контрольно-измерительного автомата

 

 

 

 По данным вычислений на одном графике в пределах изменения угла φ4 от 0⁰ до 360⁰ построим суммарную диаграмму ТΣпр (φ4) и прямую, определяющую среднее значение приведенного момента сил сопротивления за цикл движения

                                

Рис. 3 – График приведенного момента сил

 

 

7.2. Определение  мощности движущих сил и выбор  электродвигателя

 

При  определении мощности сил NСД исходим из того, что за цикл работа движущих сил работа движущих сил равна работе сил сопротивлений, в том числе с учетом сил сопротивлений в зубчатых передачах

                                                           , где

NС.С. – мощность сил сопротивлений, кВт:

- КПД зубчатых передач:

, где

   - КПД конической зубчатой передачи (принимаем  =0,95);

  - КПД планетарной передачи:

   Принимаем  Ψ = 0,02.

  КПД зубчатых передач:

    Мощность сил:

(кВт)

     Минимальное значение  мощности электродвигателя:

Nэл=(1,2…1,3) NСД ;

Nэл=1,2х0,72=0.864 (кВт)

        Частота вращения  электродвигателя:                              

- заданная угловая скорость ( =314 (1/c))

По мощности и заданной угловой скорости ω1 из приложения «А» подбираем электродвигатель: тип АОЛ2-12-2, Nном =1,1 кВт, частота вращения  n=2830 об/мин,  момент инерции ротора Iэ=0,0030 кг×м2.

 

 

7.3. Приведение моментов инерции  звеньев и определение 

момента инерции маховика

Из-за непостоянства моментов сил сопротивлений в механизмах КИА отсутствует равенство между мгновенными значениями моментов сил движущих и сил сопротивлений, что вызывает неравномерность движения звеньев механизмов. С целью уменьшения неравномерности движения необходимо увеличить момент инерции вращающихся масс, что достигается путем установки маховика.

     Приведенный к кривошипному валу 4 момент инерции равен:

где Iм - момент инерции маховика, установленного на звене приведения, кг×м2;

      Iпр - приведенный к кривошипному валу момент инерции звеньев механизма, кг×м2:

,

где I3, I4 -  моменты инерции вращающихся масс (за исключением маховика) соответственно на валах 3, 4 (кг×м2); 

   Iэ - момент инерции ротора электродвигателя, кг×м2; 

   Iп - момент инерции на выходном валу планетарной передачи, кг×м2;

   Iк - средний, приведенный к валу 4, момент инерции стола и креста, кг×м2.

 

   Так как инерционность стола  и креста проявляется при повороте  звена 5, то для упрощения расчетов  принимаем:

Ik =(0,3…0,4)∙I5

     При заданном коэффициенте δ  неравномерности вращения, момент  инерции маховика определяется  по приближенной формуле, кг∙м2,

,

     где ΔА - избыточная работа сил сопротивлений и сил инерции креста и стола. Она определяется как разность между работой сил сопротивления, сил инерций и средней работой движущих сил на интервале [a,b] (см. суммарную диаграмму в графической части). Величина избыточной работы определяется из графика приведенных моментов, Дж.

ΔA = кТ ∙ кφ ∙ΔS,

 

где:  кТ - масштабный коэффициент по оси моментов, Н∙м/мм;

        кφ - масштабный коэффициент по оси углов поворота, рад/мм;

        ΔS - площадь на графике, заключенная между кривой TΣпр(φ4) и прямой Тпр.с(φ4) (см. заштрихованную площадь на диаграмме), мм2.

Дано:

I3=3,4 кг×м2;

I4=1,2 кг×м2;

I5=2,7 кг×м2;

IЭ=0,0030 кг×м2;

u14 = 36;

Iп=1,7 кг×м2;

u34 = 1,50;

d=0,02; 

ω4=8,72 (1/с).

 

Ik =0,35∙I5=0,35∙2,7=0,94 (кг×м2)

Iпр = 1,2 + 0,003× 362 + (1,7 + 3,4) ∙ 1,52 + 0,94= 17.51 (кг×м2)

По графику приведенного момента сил находим  кТ и  кφ :

кТ=2 Н∙м/мм;

кφ=0,89 рад/мм;

DS вычисляется путем разбивки площади DS на квадраты

 

DА=2∙0,89∙3500=6230 (Дж)

Iм = (кг×м2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основной:

 

1. Теория  механизмов и машин. Под редакцией  Фролова К.В. - М.: Высш. школа, 1987 г..

2. Степин П.А. Сопротивление материалов. – М.: Высш. школа, 1973. 1979г.

3. Вопилкин Е.А. Расчет и конструирование механизмов приборов и систем.  - М.: Высш. школа, 1980 г..

4. Попов С.А. Курсовое проектирование  по теории механизмов и механике  машин. / Под. ред. К.В. Фролова. – М.: Высш. шк., 2006 г.

Дополнительный:

 

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов. 2-е изд., испр. М.: Наука, 2007 г.

2. Смирнов А.Ф. и др. Сопротивление  материалов. – М.: Высш. школа, 1975 и ранее вышедшие издания.