6861

Вивчення конструкцій механізмів слідкуючих систем дистанційного керування

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Вивчення конструкцій механізмів слідкуючих систем дистанційного керування Ціль роботи...

Украинкский

2013-01-08

66.5 KB

2 чел.

Вивчення конструкцій механізмів слідкуючих систем дистанційного керування

Ціль роботи ознайомитися з конструкцією механізмів слідкуючих систем дистанційного керування (ССДУ), вивчити їхні деталі і вузли, придбати навички в  оформленні принципових кінематичних схем механізмів.

           6.1. Структура ССДУ.

 Вихідний вал слідкуючого приводу з визначеним ступенем точності відтворює у виді механічного  переміщення вхідний  керуючий сигнал.  Типова  структурна  схема двохканальної ССДУ високої точності для радіоелектронного засобу РЕЗ  (радіолокатора, координатографа, приймача, передавача і т.п.) наведена на мал.1.

                                                

                                                           Мал.1. Структурна схема ССДУ

Принцип дії ССДУ такий. Оператор на пульті керування за допомогою пристрою Е1 через редуктор Х1 повертає вали електромеханічних перетворювачів  (обертових  трансформаторів, сельсинів, потенціометрів) Е3 і Е4, зв'язаних через мультиплікатор Х2,  на  кути,  контрольовані  за допомогою шкального  пристрою  Е2. При цьому виробляються  сигнали грубого і точного каналів  перетворювачами Е3  і Е4 відповідно,  які передаються дистанційно на пристрої порівняння Е5 і Е6.  РЕЗ  Е8  керується сигналами порівнюючих пристроїв у виді  різниці сигналів  перетворювачів Е3 – Е10  і  Е4  Е11 пульта  керування й електропривода; далі селектор Е7 вибирає більший по амплітуді сигнал, що потім підсилюється підсилювачем А1  і подається на двигун М1 і через редуктор Х3  на РЕЗ. Одночасно з РЕЗ обертаються вали перетворювачів грубого Е10 і точного Е11 каналів, зв'язані мультиплікатором Х4; рух РЕЗ буде відбуватися доти, поки сигнали перетворювачів Е3  Е10 і,  відповідно Е4  Е11 не зрівняються, тобто поки вал РЕЗ не переміститься в положення, задане з пульта керування. Шкальний пристрій Е9 дозволяє контролювати положення валу РЕЗ.

          6.2. Вибір передаточного відношення електропривода

       Загальне передаточне відношення електропривода визначається кінематичними параметрами   руху  РЕЗ  і  характеристиками електродвигуна. Звичайно намагаються спроектувати  привод  мінімальної маси і максимальної швидкодії.

       Динамічні і кінематичні параметри приводу  зв'язані рівнянням моментів у кінематичному ланцюгу  «двигун РЕЗ»:

                                                

де Tд  момент, що розвиває двигун, J = Jд + Jпм  сумарний момент інерції ротора двигуна і зведеного до його вала моменту інерції редуктора; JРЕЗ  момент інерції РЕЗ; TРЕЗ  статичний (не- залежний від прискорення) момент РЕЗ; РЕЗ    кутове прискорення вала РЕЗ;   ККД механізму, iпм   його передаточне відношення.

З виразу (1) можна знайти оптимальні значення  iпм .  

Передаточне відношення для приводу мінімальної маси

Його одержують у припущенні,  що маса приводу разом із двигуном пропорційна моменту T, що передається. Оптимум  передаточного відношення знаходять з умови dTд /di  = 0 :

                               

   Передаточне відношення для приводу максимальної швидкодії одержують з умови  dРЕЗ /di  = 0:

                                                     

Якщо прагнуть  одержати привод мінімальної маси і максимальної швидкодії, вибира-ють компромісне з двох значень  iпм  , отриманих за формулами (2) і (3).

       6.3. Оптимальні передаточні відношення ступіней у багатоступінчастому зубчатому редукторі.

      Розподіл передаточних відношень по ступінях багатоступінчастого механізму можна одержати у виді  залежності  між передаточними відношеннями двох сусідніх  ступіней ik   і  i k+1    як  функцію  i k+1  = f (ik );  ця функція повинна  враховувати  вплив на геометричні параметри зубчатої пари  діючих у зубах напружень згину  і контактних.

       Механізми  доцільно розділити  на дві групи: силові, у яких напруження   P , і  кінематичні,  з напруженнями   <<P ,  розміри  зубчатих коліс яких  обирають  за конструктив-ними міркуваннями.  Критерії якості,  відповідно до яких проектують механізми:

     ( Кv)max - комплексний критерій - коефіцієнт використання  обєму;

 ()min - мінімальний обєм;

 ()min - мінімальний зведений момент інерції.

       Таким чином, одержують шість  типів багатоступінчастих зубчатих механізмів:

Визначальне напруження

Критерій якості    

  P

<<P

( Кv)max

(Vм)min

(Jм)min

1

2

3

4

5

6


Для  кожного  типу  механізму критерій якості визначає функцію якості Ф(ik), оптимум якої і дозволяє установити вид залежності i k+1  = f (ik ) :

а) типи 1 і 4 - апроксимуючі кубічні багаточлени:

                                                ik+1  = a + b ik  + c ik 2  + d ik 3 ;                                                   (4)

             значення коефіцієнтів у рівнянні (4):

                          механізм            a            b              c               d

                              тип 1         1.01      3.197   1.058        0.139

                         тип 4       0.131     1.286  0.1194    3.15103

б) тип 2 :

                              

          â) ňčď 3 :

                              

          г) тип 5 :

                               ik+1= ik ;                                                                                                       (7)   

        

              д) тип 6 :

                                

   6.4. Об'єкти дослідження

Досліджуються конструкції механізмів електроприводів  ССДУ, радіолокаційних антен, електромеханічних блоків керуючих комплексів. Необхідно виявити основні деталі і вузли механізму, способи їхнього з'єднання, призначення і виконувані функції.

                  6.5. Порядок виконання роботи

    1. Визначити числа зубів і модулі коліс зубчатих передач. У зубчатих парах модулі приблизно  можна  визначити,  виміривши діаметр поверхні виступів  da   і підрахувавши число зубів  z : m = da /(z + 2), у припущенні, що колесо зубчатої пари звичайно виконується c незначним коефіцієнтом зсуву x   0 (у шестірні коефіцієнт зсуву,  як правило, великий). Потім значення модулів уточнюють по стандартному ряді.

    3. Визначити число ступіней і загальне передаточне відношення механізму.

    4. Визначити критерій якості,  яким керувалися при проектуванні  електропривода.  Це можна зробити, визначивши тип зубчатого механізму (силові механізми звичайно мають різні модулі  в ступінях вони зростають  до вихідної ступіні,  у кінематичних  модулі всіх ступіней, як правило, однакові), а потім розрахувати  теоретичні значення  передаточних відношень для різних типів механізмів за формулами  (4) (8). Цей розрахунок можна зробити за допомогою  програми проектування циліндричного редуктора  CYLRM (у дисплейному класі  кафедри КіВРА, ауд. 404.17) чи програми для мікрокалькуляторів МК-52 і МК-61.

Програма дозволяє визначати передаточні  відношення окремих ступіней, якщо задане загальне передаточне  відношення iпм  і число ступіней  n циліндричного редуктора (окремі ступіні можуть бути конічними). Основна програма займає 80 кроків,  інші  10580 =25  кроків  використовуються  для введення підпрограм, що  описують функції зв'язку  передаточних  відношень  сусідніх ступіней  i k+1  = f (i k ) , що відповідають  наведеним вище.

      Основна програма:

   хП1 F1/x Пх0 Fxy хП3 ПП 63 хП4 Пх0 1  K |x | 0.0 1 Fx 0 44  Пх3 1 ВП 3 // + ПП 63 Пх4

    1 ВП 3  хП5 ПХ0 Пх6 Пх5 Пх3 + БП 04 Пх4 С/П Пх3 С/П  Пх1 хП2 FL2 56 999 С/П Пх3

    ПП 80 хП3 С/П БП 50 хП5 хП6 Пх1 хП2 FL2 71 Пх6 В/0 Пх5 ПП 80 хП5 Пх6 хП6 БП 67

      У залежності від типу механізму вводиться підпрограма:

         а) типи 1 і 4:

               Пхd Пxc + Пxb + Пxa + В/0 ,

                   а значення коефіцієнтів a  d заносяться в однойменні регістри пам'яті;

         б) тип 2:  

               2   1 + F В/0 ;

Для механізмів  типів 3 і 6  доцільно застосувати звернені функції  i k  = f (i k+1 ) , що обумовлено повільною збіжністю ітераційного процесу, одержуваного при використанні в алго-ритмі методу Ньютона:

         а) тип 3:  

               Fx2  7 1 + 6 3 7   Fxy  В/0 ;

         б) тип 6:

               Fx2  2 1 + F  F В/0 .

  

Введення вихідних даних у програму: [ iпм ] хП0 [n] C/П. У результаті розрахунку  на табло мікрокалькулятора,  а також у регістрі пам'яті П4 одержують розрахункове значення ( iпм ) з похибкою    i   0.01. Якщо тривалість розрахункового циклу при великому числі ступіней редук-тора n надмірно велика (наприклад, більш 5 хвилин), можна збільшити допустиму похибку,    ввівши в програму нове значення похибки у відсотках (ціле число, не більш 9 %), подавши команду:

                                     БП 16 F ПРГ [ i , %] F АВТ В/0 .

   Передаточні відношення ступіней, починаючи  з  i1 , (для механізмів типів  3 і 6 - з  in ),  одержують,  подаючи  послідовно команди  С/П.  Поява на табло цифр  "999"  означає, що   ik   для всіх ступіней визначені.

Визначення критерію якості, який  був застосований  при проектуванні механізму, можна провести за допомогою діаграми (мал. 2), на яку нанесені теоретичні значення передаточних відношень ступіней для  ik  механізмів з критеріями  (Кv)max , ()min , ()min , що мають таке ж  iпм  та кількість ступенів  n , як й досліджуваний механізм.

                   

                                 Мал. 2.  Діаграма передаточних відношень

Відмінності реальних передаточних відношень від теоретичних можна пояснити конкретними особливостями конструкції.

  

             5. Скласти  кінематичну схему механізму  електропривода й оформити її за ГОСТ 2.701-76 і ГОСТ 2.770-68.

             

              6. Оформити звіт по лабораторній роботі.

      

                         Література

    1. Детали и механизмы приборов:  Справочник / Б.М. Уваров, В.А. Бойко,  В.Б. Подаревский,  Л.И. Власенко. - 2-е изд., перераб. и доп. - Киев, Техніка, 1987.

    2. Рощин Г.И. Несущие конструкции и механизмы РЭА: Учебник для вузов.- М.: Высшая школа, 1981.