Моделирование динамики электромеханической части привода системы управления с волновым зубчатым редуктором

Динамические процессы в исполнительных механизмах систем

управления являются определяющими в совокупности их качествен-

ных показателей. Жесткость, инерционность, мертвый ход и кинема-

тическая точность исполнительного механизма системы управления —

это основные характеристики. Механизмы с волновыми зубчатыми пе-

редачами (ВЗП) имеют малый момент инерции (дисковые генераторы),

большие передаточные отношения (от 50 до 300), высокую крутиль-

ную жесткость и малый люфт, высокую нагрузочную способность и

малые потери в зацеплении. Эти показатели обеспечиваются много-

зонным и многопарным внутренним зубчатым зацеплением, симме-

трией конструкции механизма, упругими свойствами зубчатого зацеп-

ления.

Теоретические и экспериментальные исследования ВЗП проводят-

ся с сeредины 60-х годов прошлого века как за рубежом, так и в нашей

стране [1–5]. Подробно исследованы кинематика и геометрия зацеп-

ления, силовое взаимодействие звеньев и их прочность; проведены

многочисленные эксперименты. Большое внимание уделяется теоре-

тическому и экспериментальному изучению динамических процессов

в волновых механизмах и приводах с ними [6, 7]. Особо необходи-

мо отметить публикации, посвященные собственной виброактивности

волновых передач и причинам ее возникновения [8–10]. Работ, в кото-

рых теоретические исследования сопоставляются с результатами экс-

периментальных исследований, мало и они посвящены серийным ВЗП

с кулачковыми генераторами волн.

Цель настоящей работы — моделирование динамических процес-

сов в электромеханической части привода системы управления с ВЗП

с малоинерционным дисковым генератором волн и сравнение резуль-

татов моделирования с экспериментом. Для этого необходимо решить

следующие задачи:

•

разработать динамическую модель электромеханической части

привода с волновой зубчатой передачей и методику определения

ее параметров (крутильной жесткости и демпфирования);

•

записать уравнения движения электромеханической части при-

вода с ВЗП;

•

провести на компьютере моделирование динамических процес-

сов в приводе;

•

выполнить обработку результатов моделирования и сравнение с

результатами экспериментальных исследований рассмотренного

привода.

Чтобы иметь возможность сравнить результаты моделирования

с экспериментом, в качестве объекта исследования рассматрива-

ли электропривод с ВЗП, разработанный на кафедре ТММ МГТУ

118 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 5