2. Выбор электродвигателя

Требуемую мощность приводного двигателя можно определить как:

Где – коэффициент запаса, учитывающий возможное увеличение требуемой мощности для динамических режимов движения;

- максимальная линейная скорость перемещения звена манипулятора, м/с.

Тогда

Предварительный выбор двигателя обычно производят из справочной литературы [1] по результатам расчёта номинальной мощности.

Таблица 1. Параметры выбранных двигателей

Тип двигателя	PH	nном	U	Iя
	кВт	об/мин	B	A
4ПО80А1	0,55	3000	220; 110	3,8; 7,9
4ПО80А2	0,55	2200	220; 110	3,5; 8,0
4ПО80В1	0,55	1500	220; 110; 75; 50	3; 7,7; 10,2; 14,5
4ПО100S1	0,55	1000	220; 110	3,8; 8,4

Окончательно требуется выбрать только один из четырех двигателей. Для этого необходимо построить энергетические характеристики каждого, а затем по необходимым условиям и параметрам выбрать соответствующий тип двигателя руки манипулятора.

Определим характеристики двигателя.

Для построения энергетической характеристики каждого двигателя необходимо рассчитать следующие параметры:

- номинальную угловую скорость двигателя:

где n – номинальная частота вращения двигателя.

- номинальный вращающий момент двигателя:

Так как двигатель постоянного тока допускается перегружать по току в 2 ¸ 2,5 раза, то значение расчетного крутящего момента можно принять равным М_макс = (2-2,5)·М_ном.

Построение характеристик выполняется в координатах Ω(М), P_энерг(М).

Рисунок 2. Энергетические характеристики двигателей, Рном = 0,55 кВт

Далее рассчитаем требуемый момент. Для этого примем диаметр шестерни в передаче рейка-шестерня, как:

Требуемая угловая скорость:

Требуемый вращающий момент:

Зная расчетный вращающий момент двигателя (рис. 2), рассчитаем ориентировочное значение передаточного числа редуктора:

Определение ожидаемой линейной скорости на выходе редуктора с ориентировочным передаточным числом:

Полученные значения скоростей удовлетворяют принятому условию:

Определение реального передаточного числа редуктора и пересчет линейной скорости перемещения руки манипулятора c учетом выбранного редуктора.

Реальное передаточное число выбирается из ряда (для цилиндрических одноступенчатых редукторов [см. список литературы]):1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3.

Соответственно выбираем для каждого двигателя ближайшее наибольшее передаточное число. Для первого двигателя передаточного числа из ряда одноступенчатых цилиндрических редукторов не подобрать. Поэтому рассмотрим двигатели: 4ПО80А2, 4ПО80В1, 4ПО100S1 (табл. 1).

Для 4ПО80А2 примем i_ред1 = 5; для 4ПО80В1 примем i_ред2 = 4; для 4ПО100S1 примем i_ред3 = 2,5.

Пересчитаем линейные скорости с учетом номинальных передаточных чисел редукторов.

Условию соответствует первый редуктор. А ему, соответственно, один из двигателей. Его и выберем в качестве подходящего - двигатель постоянного тока 4ПО80А2 со следующими параметрами:

• напряжение U_{я ном}= 220 В; (110 В);

• номинальная мощность P_ном = 550 Вт;

• номинальный ток якоря I_я = 3,5 А; (8,0 А);

• КПД h = 70 %.