在伺服系統(tǒng)中減速機(jī)是一個(gè)重要部件,其性能對(duì)系統(tǒng)有著顯著影響,其中首要的是總傳動(dòng)比的選擇。
傳動(dòng)比選擇的一般原則:
(1)使減速機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(換算到電動(dòng)機(jī)軸上)最小。
(2)使傳動(dòng)間隙最小,或者減速機(jī)造成的傳動(dòng)誤差最小。
(3)使電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載產(chǎn)生最大的加速度。對(duì)于操縱導(dǎo)彈舵面的舵機(jī)而言,快速性是最重要的指標(biāo),所以一般應(yīng)按加速度最大原則來選擇傳動(dòng)比。
按負(fù)載加速度最大原則選擇傳動(dòng)比:
純慣性負(fù)載設(shè)負(fù)載為純慣性的,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為jl,并有一定的摩擦力矩mf。設(shè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為jm,減速機(jī)傳動(dòng)比為i,則換算到負(fù)載軸上的力矩平衡方程為imm-mf=(i2jm+jl).ωl(1)式中mm———電動(dòng)機(jī)輸出的力矩;ωl———負(fù)載角加速度。由(1)式得.ωl=imm-mfi2jm+jl(2)對(duì)(2)式求導(dǎo)數(shù).ωl/i,并令其為零,解得i=mfmm+(mfmm)2+jljm(3)即為滿足加速度最大條件的最佳傳動(dòng)比。
假若負(fù)載摩擦力矩mf=0,則有i=jljm(4)即為常用的選擇最佳傳動(dòng)比的公式,其實(shí)際意義是當(dāng)按此式選擇傳動(dòng)比之后,則電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量折算到負(fù)載軸上的值等于負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。即有i2jm=jl(5)滿足此條件的傳動(dòng)比即可使負(fù)載有最大的加速度。其次由(3)式可看到,摩擦力矩或恒定的負(fù)載力矩將使傳動(dòng)比增大。其意義也是明顯的,因?yàn)閙m一定,負(fù)載力矩增大時(shí),只有提高傳動(dòng)比,才能提高推動(dòng)負(fù)載的力矩。
所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況,適當(dāng)提高傳動(dòng)比。下面進(jìn)一步分析負(fù)載對(duì)最佳傳動(dòng)比的影響。初速度不為零時(shí)最佳傳動(dòng)比的選擇導(dǎo)彈在機(jī)動(dòng)飛行時(shí),舵機(jī)要接受2種控制信號(hào),第一種是導(dǎo)引頭來的指令信號(hào),它是頻率較低而幅度大的信號(hào);第二種是自動(dòng)駕駛儀來的控制彈體姿態(tài)的信號(hào),它是高頻小幅度信號(hào),要求舵機(jī)能快速響應(yīng)。后一信號(hào)是疊加在前一信號(hào)上的,這時(shí)負(fù)載速度不為零,而且存在鉸鏈力矩。在減速機(jī)中,行星減速機(jī)比一般的減速比精密高很多。它可以任配步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)。