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力矩电机驱动的小型转动平台设计(4)
该软件能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。绘图辅助工具。AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线,对象捕捉可 帮助拾取几何对象上的特殊点,而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。
2 高低机的总体设计
高低机,用来赋予定向器一定的射角,因此,要求高低机的调炮速度要高,操作要轻便,瞄准位置不易破坏,有足够的射界,有一定的传动精度,以及有足够的强度和刚度。
在高低机设计中,需要对其结构、运动、受力诸方面进行分析。结构分析主要是根据发射装置的具体结构,合理地选择高低机的结构类型,确定其传动链,并考虑装备、调整等一系列问题,使结构符合战术技术要求。[10]
2.1 高低机传动方式设计
本次设计根据设计要求需采用力矩电机作为动力源,由于力矩电机具有低转速、大扭矩、过载能力强、响应快、特性线性度好、力矩波动小等特点,可直接驱动负载,故省去减速传动齿轮,从而提高了系统的运行精度。
根据设计要求,选用了安川力矩电机作为输出电机,力矩电机属于直驱电机,额定转矩比一般驱动电机小,考虑到整个高低装置与火箭弹药总重达到450kg,所要驱动的火箭弹药总重达到200kg,故使电机转轴与弹药承载箱耳轴重合。此结构可大大减小转矩,还可省去平衡机,安装也较为方便。
如图1所示,为高低机部分电机、耳轴和火箭弹承载箱的连接方式,电机转轴通过法兰盘与火箭弹承载箱连接,动力由转子传到法兰盘再传到弹药承载箱。弹药承载箱的另一边也通过法兰与主轴相连接,从而构成了一个完整的高低机传动系统,由于电机转轴与主轴重合,所以同心度要求较高,而耳轴则由法兰盘与主轴共同组成,对主轴的强度要求也较高。
图1 高低部分总体结构
2.2 电机的选取
2.2.1 安川电机概述
本次设计根据设计要求,决定采用安川直驱伺服电机作为输出电机。安川伺服电机,又称YASKAWA安川伺服马达,产地日本,是使物体的位置、方位、状态等输出被控量,能够跟随输入目标值(或给定值)的任意变化的自动控 制系统。它分为交流伺服马达和直流伺服马达,在国内的半导体、液晶制造装置、电子部件封装装置、机床及一般机械中得到广泛应用。
安川直驱伺服电机的特点有:
(1)在不带减速机的状态下直接驱动负载;
(2)可实现从低速至高速的强力平滑运行(瞬间最大转矩:6~600N×m,最高转速:250~500min-1);
(3)利用20位高分辨率编码器,可进行高精度的分度;
(4)采用中空构造,便于接线、配管。
2.2.2 计算分析与型号的选取
如图2所示,根据设计要求,弹药承载箱的尺寸为630×630×1700,装载的弹药4×4=16枚,每枚重12.5kg。承载箱钢板厚度为25mm,所采用的材料为Q235A。q235是低碳钢,具有良好的塑性和焊接性能,成型能力很好,所有很多型材(如角钢、圆钢、工字钢、槽钢等材质很多为q235),并具有一定的强度,适合于桥梁、
建筑
等工程结构,实用性能好,价格相对也很便宜,性价比高。[11]
整个高低部分总重为450kg。为了减小转矩,简化结构,故设计时使质心穿过耳轴,使耳轴与弹药承载箱中心轴重合,呈对称结构。这样可消除不平衡力矩,只需考虑耳轴摩擦力矩 与惯性力矩 。
图2 弹药承载箱尺寸图1.确定弹药的转动惯量
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