Кинематический расчет мальтийского механизма

Для мальтийского механизма с одной цевкой время движения мальтийского креста равно времени, в течение которого кривошип поворачивается на угол φ, то есть отношению угла поворота кривошипа к его угловой скорости ω₁.

= φ/ω₁ = (9)

В соответствии с заданной циклограммой имеем = 6 с.

Угловая скорость креста максимальна в момент прохождения точкой А линии О₁О₂. Линейная скорость точки А:

(10)

При этом точка А находится на расстоянии (а – r₁), следовательно, мальтийский крест должен вращаться с угловой скоростью:

(11)

Знак минус означает, что мальтийский крест вращается в направлении противоположном относительно направления вращения кривошипа.

Передаточное отношение мальтийского механизма:

Расчет кулачков

Из паспортных данных микропереключателя МП-5 требуемая сила для кулачка F_пс=2 Н.

По ТЗ радиусы кулачков r₀ = 10...25 мм; R=r₀+∆r, где ∆r – ход кнопки микропереключателя. Принимаем радиус кулачка r₀=10 мм. Для того чтобы произошло срабатывание микропереключателя, радиус R кулачка должен обеспечивать нажатие штока на величину прямого рабочего хода плюс половина дополнительного хода:

R = r₀ + λ_пс + 0.5 λ_диф= 10+0.5+0.5*0.08=10,54 мм (12)

Тогда крутящий момент на выходном валу определим как:

, (13)

где

Н·мм

Выбор двигателя

Определим расчетную мощность:

, (14)

где =0,75 - КПД мальтийского механизма

=2 – коэффициент запаса

U – напряжение питания

P_н – номинальная мощность

n – скорость вращения

М_н – номинальный момент на валу

М_п – пусковой момент

I_н – номинальный ток

I_п – пусковой ток

Т.к. P_н > P_расч, выбранный двигатель ДПМ-25-Н3-01 подходит.

Определение общего передаточного отношения

Передаточное отношение цепи двигатель – выходной вал

об/мин

Общее передаточное отношение редуктора определим как:

об/мин

Определение числа ступеней

Поскольку в ТЗ задан критерий расчета, проведем расчет по критерию минимизации габаритов. А затем произведем разбивку общего передаточного отношения.

Критерий минимизации погрешностей

Из технологических соображений, выберем число ступеней равное

n=6

Где i это передаточное отношение i-ой ступени.

Ступень	Передаточное отношение	Назначенные числа зубьев
		Шестерня	Колесо
1	2.9	20	58
2	2.9	20	58
3	2.9	20	58
4	2.9	20	58
5	2.9	20	58
6	2.9	20	58

Поскольку выбор числа зубьев осуществляется из рекомендуемого стандартного ряда, результирующее передаточное отношение может несколько отличаться от расчетного. Погрешность (Δi) фактического передаточного отношения от расчетного не должна превышать 10%, где

Фактическое передаточное отношение i_фактич находим по формуле:

Вычисляем погрешность передаточного отношения:

Следовательно, выбор числа зубьев колес и шестерен был произведен верно.