6. Податливость мм.

Податливость элементов преобразователей движения.

Передача движения от двигателя к выходному звену мехатронного модуля осуществляется посредством преобразования движения, которые состоят из отдельных элементов: валов, зубчатых колес, винтов и т.д. Они не являются абсолютно жесткими и под действием нагрузок деформируются. Вследствие этого законы движения выходных звеньев отличаются от программных, задаваемых двигателями.

Податливость стержня при растяжении(сжатии) (мм/Н):

– деформация стержня(мм)

– внешняя осевая сила(Н)

– длина стержня(мм)

– модуль упругости первого рода материала стержня(МПа)

– площадь поперечного сечения стержня(мм²)

Податливость вала, работающего на кручение(рад/Н·мм):

– угол поворота одного поперечного сечения вала относительно от другого(рад)

– отстоящих друг от друга на расстояние(мм)

– крутящий момент(Н·мм)

– модуль упругости второго рода материала вала(МПа)

– полярный момент инерции вала( )

Для сплошного вала:

– диаметр вала(мм)

Податливость шпоночных и шлицевых соединений(рад/Н·мм):

– диаметр вала(мм)

- длина шпонки(шлица) (мм)

- высота шпонки(шлица) (мм)

– число шпонок(шлицев)

– коэффициент, учитывающий тип соединения и тип шпонки(

Податливость зубчатой передачи, связанная с деформацией зубьев(рад/Н·мм)

– радиус начальной окружности ведущего колеса(мм)

– ширина венца зубчатого колеса(мм)

- коэффициент, учитывающий материал зубчатых колес(МПа)

Податливость резьбового соединения(мм/Н):

- деформация витка резьбы(мм)

- внешняя осевая сила, действующая на виток резьбы(Н)

- площадь витка резьбы(мм²)

- коэффициент, учитывающий материал резьбового соединения(

- наружный диаметр резьбы(мм)

- внутренний диаметр резьбы(мм)

Податливость соединения винт-гайка качения(мм/Н):

- диаметр окружности, на которой расположены центры шариков(мм)

– диаметр шарика(мм)

– число рабочих витков

- суммарная осевая сила, действующая на рабочую гайку(Н)

- коэффициент, зависящий от класса точности

7. Энергетический расчет мм.

Методика энергетического расчета ММ определяется заданными требованиями к режимам движения нагрузки и информацией о ее параметрах. Нагрузкой для мехатронного модуля служит исполнительное устройство, которое он приводит в движение. С этой точки зрения можно выделить два основных варианта постановки задачи проектирования мехатронного модуля, которые наиболее часто встречаются в инженерной практике.

В первом варианте проводят проектирование специализированного мехатронного модуля, как составляющей части мехатронной системы.

Второй вариант предусматривает создание универсального мехатронного модуля как функционально самостоятельного изделия, которое в дальнейшем может быть использовано в мехатронных системах различного назначения и конструктивного исполнения.

Методика расчета универсального ММ при незначительных динамических нагрузках, когда силы инерции нагрузки значительно меньше внешних сил действующих на ММ.

-структурная схема ММ;

-приложенная внешняя нагрузка ;

-требуемая скорость ( )выходного звена мехатронного модуля.

Для ММ поступательного движения требуемую мощность электродвигателя(Вт) определяют по формуле:

- усиление сопротивления на выходном звене мехатронного модуля(Н)

- лиенйная скорость выходного звена мехатронного модуля(м/с)

- коэффициент полезного действия мехатронного модуля

- коэффициент запаса, учитывающий влияние динамических нагрузок

Для ММ вращательного движения требуемую мощность электродвигателя(Вт) определяют:

– момент сопротивления на выходном звене ММ(Н·м)

- угловая скорость выходного звена ММ( )

- частота вращения выходного звена ММ(об/мин)

Исходными данными при расчете универсального ММ при значительных динамических нагрузках является:

-структурная схема ММ;

-приложенная внешняя нагрузка ( или );

-требуемая скорость ( или );

-момент инерции (масса ) объекта управления;

-требуемое ускорение (угловое или линейное )

Влияние динамических нагрузок на величину вращающего момента двигателя может быть значительным. Поэтому необходимо определить требуемый момент двигателя с учётом динамических нагрузок.

Т_дин.- динамический момент, вызванный ускоренным движение вращающихся частей ММ и объекта управления, приведенный к выходному звену(Н·м):

- момент инерции ротора двигателя(кг·м²)

J_пд. - момент инерции вращающихся частей преобразователя движения(кг·м²):

– момент инерции объекта управления(кг·м²)