3.1. Рівняння моментів на валу виконавчого двигуна

На валу ЕД підсумовуються всі моменти, присутні на навантаженні і в механічній передачі. Загальний вираз для визначення моменту на валу ЕД запишеться

, (16)

де перший член правої частини - момент інерційних сил, другий - момент швидкісних (демпфуючих) сил, третій - момент навантаження, приведений до валу ЕД, четвертий - момент сил тертя, величина істотно нелінійна;

Iп - момент інерція, приведений до валу ЕД

, , - відповідно прискорення і швидкість вісі виконавчого двигуна;

К - коефіцієнт швидкісного тертя, в редукторах з пластичним (консистентній) мастилом, ним можна нехтувати;

І = u_p – передавальне відношення редуктора від валу ЕД до валу виходу навантаження;

- ККД редуктора, залежний від типу редуктора: найвищий в циліндрових прямозубих (порядку 0,8), найнижчий - в черв'ячних (порядку 0,4) (залежить від модуля, чим менше модуль, тим менше ККД).

Вибір механізму приводу може бути оптимізований на підставі деяких цільових функцій (критеріїв), а саме:

- з умови забезпечення максимального прискорення навантаження –бистродії,

- з умови забезпечення максимальної швидкості перекидання (реверсу),

- з умови мінімізації габаритів,

- з умови мінімізації маси або декількох одночасно.

3.2. Вибір передавального відношення пв редуктора

1) Передавальне відношення редуктора u_р вибирається з умови забезпечення максимального прискорення навантаження при номінальному моменті двигуна.

. (17 )

З теорії автоматичного управління /ТАУ/ відомо, що в цьому випадку забезпечується максимальна швидкодія системи.

2) Вибір ПВ редуктора з умови забезпечення необхідної швидкості реверс (перекидання):

, (18 )

де - номінальна швидкість двигуна

_р, _р - прискорення і швидкість перекидання навантаження;

=1,1-1,3 - допустимий коефіцієнт форсування виконавчого двигуна за швидкістю.

Якщо виконується умова, що

u_рс<i_переб і u_рс< u_ру при і_м=Мн/Mд,

то вибираємо

u_р=і_рс,. (19)

Якщо виконуються дві перші умови, то забезпечується і швидкість перекидання навантаження.

Загальне ПВ редуктора включає ряд пар коліс і може дорівнювати:

u_р== , (20)

де к - число пар коліс, j - номер пари, починаючи від двигуна або навантаження

„-1„ - напрям обертання валів двигуна і навантаження.

Після вибору двигуна, визначають елементи конструкції пристрою, проводяться креслення загальних видів складальних одиниць, вибір підшипників [2, т.2; 32] і їх посадок, виконують перевірочний розрахунок сумарного моменту виконавчого двигуна (формула 16), в яку підставляються розрахункові параметри спроектованого механізму, після чого уточнюють коефіцієнти Кт і Кр, (2)_.

3.3. Варіанти завдання вихідного параметру виконавчого механізму виходу

При видачі технічного завдання (ТЗ) вихідним параметром може задаватися:

а/ частота обертання валу двигуна n_д, (об/хв.):

- вихідна кутова швидкість валу двигуна визначиться за формулою:

; (21)

б/ кут повороту валу виходу навантаження (рад) і час цього повороту t_р (с):

- частота обертання валу виходу за умови рівномірного руху навантаження і малого часу розгону визначається за формулою:

; (22 )

в/ лінійна швидкість стрічки ( ), або поступальний рух повзуна штока аретира, або штока несучого пелюстки механізму переміщення діафрагми:

- частота обертання валу виходу визначиться по формулі:

, (23 )

де - лінійна швидкість стрічки, м/с;

r - радіус ведучого валу навантаження.

3.4. Розбиття передавального відношення редуктора на ступені пар коліс [16,21,26].

Можливо декілька варіантів розбиття: з умови забезпечення найменших габаритів редуктора; з умови найменшої маси редуктора, з умови найменшого моменту інерції (найбільшої бистродії) і ін. Розглянемо їх.