3.2 Расчет электропривода поворота корпуса относительно ноги

Расчет привода, обеспечивающего поворот корпуса относительно ноги (ноги относительно корпуса), проведем, исходя из требуемой угловой скорости вращения . Расчетная схема показана на рисунке 00.

Рис. 10 Расчетная схема для выбора привода поворота корпуса относительно ноги

Уравнение момента инерции на валу будет иметь вид:

Рассчитаем значение радиуса инерции r_К:

Запишем выражение для определения момента на валу двигателя и подставим численные значения, получим:

Из полученных данных найдем выходную мощность привода:

Рассчитаем необходимую мощность двигателя:

Исходя из рассчитанной мощности, выберем электродвигатель RE 25 фирмы Maxon с мощностью 10 Вт.

Рис. 11 Технические характеристики двигателя

Для подбора редуктора к данному двигателю необходимо перевести скорость двигателя в рад/с: рад/с.

Рассчитаем передаточное отношение редуктора:

Из каталога был выбран редуктор планетарный редуктор GP 26 В диаметром 22 мм, который совместим с двигателем, что обеспечивает простую сборку привода.

Рис. 12 Размеры редуктора

Рис. 13 Характеристики редуктора

Проверим выходной момент полученного привода:

Проверим угловую скорость на выходе:

Данные значения полностью удовлетворяют требуемым.

3.1.3 Расчет электропривода поворота кулачка

В соответствии с результатами математического моделирования, полученными в п. 2.5, для реализации прыжка на высоту 0,9 м необходима сила 500 Н. Примем, что кулачок за счет угла подъема профиля дает выигрыш в силе в 5 раз, поэтому будем рассчитывать привод, создающий силу F=100 H. Требуемая угловая скорость на выходе привода составляет 1 об/с

Исходя из этого, запишем уравнение для момента на валу двигателя:

где r=0,1 м – максимальный радиус кулачка.

Из полученных данных найдем выходную мощность привода:

Рассчитаем необходимую мощность двигателя:

В соответствии с определенной мощностью выберем электродвигатель RE 35 90 Вт из каталога фирмы Maxon.

Рис. 15 Технические характеристики двигателя

Рассчитаем передаточное отношение редуктора:

Выберем планетарный редуктор GP 32 A, который совместим с двигателем, что обеспечивает простую сборку привода.

Рис. 16 Размеры редуктора

Рис. 17 Характеристики редуктора

Проверим выходной момент полученного привода:

Проверим угловую скорость на выходе:

Данные значения полностью удовлетворяют требуемым.

3.2 Расчет пружины

Проведем расчет пружины сжатия (рисунок 00), взводимой кулачком, исходя из следующих данных: предварительной

Рис. 21 Схема пружины сжатия

Рассчитаем границы значений предельной деформации для пружин 1 и 2 класса:

Найдем жесткость пружины:

Из таблицы стандартных пружин возьмем пружину со следующими параметрами:

С учетом ГОСТ 9389-75 рассчитываем максимальное касательное напряжение для пружины 2 класса:

Определим относительный инерционный зазор и критическую скорость:

Критическое значение скорости больше максимального следовательно данная пружина подходит.

Получим характеристики пружины: