- •Санкт-петербургский государственный политехнический университет
- •Часть 1 3
- •Часть 3 28
- •1.3 Исходные данные
- •1.4.1 Подбор по критерию к1
- •1.4.2 Подбор по критерию к2
- •3. Прототип 2
- •4. Сравнение прототипов
- •Часть 2
- •4.Выбор двигателя
- •Часть 3
- •1.Задачи динамического исследования
- •2.Построение динамической и математической модели машины и выбор передаточного механизма
- •3.Определение коэффициентов уравнения движения машины
- •6. Исследование переходного процесса
- •.Список литературы
4.Выбор двигателя
В курсовом проекте используем электрический двигатель постоянного тока независимого возбуждения. Такой двигатель имеет линейную статическую характеристику, что упрощает расчет установившегося режима и режима разбега.
Двигатель выбираем по необходимой мощности, т.е. такой мощности, которая требуется для того, чтобы механизм, испытывающий воздействие заданных сил, совершал требуемые движения.
В результате расчета на ЭВМ было получено значение необходимой потребной мощности:
,
Этой мощности соответствует двигатель 2ПН100L, обладающий следующими характеристиками:
Типоразмер двигателя |
Мощность Nдн |
Скорость nдн |
Номинальный ток , Iн |
Номинальное напряжение, u н |
Сопротив- ление, R |
Индуктивность L |
Момент инерции ротора, Jр |
|
Вт |
об/мин |
А |
В |
Ом |
Гн |
кгм2 |
2ПН100L |
1 100 |
1 500 |
5,5 |
220 |
2,2 |
0,083 |
0,012 |
Найдем номинальный момент на двигателе:
Определим :
Число оборотов в минуту на холостом ходу:
oб/мин
Электромагнитная постоянная времени
Крутизна статической характеристики двигателя
.
Передаточное число редуктора
Поскольку вал двигателя вращается быстрее чем кривошип, необходимо использовать передаточный механизм, в качестве которого будем использовать планетарный редуктор.
На рис.4.1 показана схема редуктора
Рис 4.1
Данная схема редуктора может обеспечить передаточное число от 30 до300
Часть 3
Динамическое исследование машинного агрегата
1.Задачи динамического исследования
Задачей динамического исследования машины является определение закона движения входного звена исполнительного механизма с учетом динамических свойств приводного двигателя, движущего моментаи динамической нагрузки в приводе, а также оценка неравномерности вращения входного звена и проверка перекладки зазоров в приводе, улучшение динамических показателей качества машины.
2.Построение динамической и математической модели машины и выбор передаточного механизма
Схема машинного агрегата.
Рис. 1.1 Схема машинного агрегата
Машина включает в себя двигатель, передаточный и исполнительный механизм.
Динамический расчет машинного агрегата связано с определением и исследованием стационарного решения дифференциальных уравнений:
,
q - обобщенная координата, в качестве которой выбран угол поворота входного звена исполнительного механизма
- приведенный момент инерции
- приведенный момент сил сопротивления
приведенная динамическая характеристика двигателя:
- постоянная времени двигателя
- крутизна статической характеристики двигателя
–скорость ротора двигателя,
–движущий момент,
–номинальный движущий момент,
–номинальная скорость ротора двигателя,
–постоянная времени двигателя.
В итоге в уравнении остаются две неизвестные величины – движущий момент и угол поворота кривошипа с его производными. Для решения уравнения движения необходимо задать дополнительное соотношение между этими неизвестными.
Уравнение, устанавливающее связь между движущим моментом и скоростью двигателя, есть уравнение механической характеристики двигателя.
Исходя из вышесказанного, можно записать следующую систему дифференциальных уравнений:
Второе выражение в системе называется динамической характеристикой двигателя. Параметр τ называется электромагнитной постоянной времени. Параметр называется крутизной характеристики двигателя. Чем больше крутизна двигателя, тем слабее изменение нагрузки влияет на величину угловой скорости.