Шаговый привод с редуктором

В этом посте я хочу рассказать про изготовление при помощи ранее изготовленного мной станка с ЧПУ одноступенчатой прямозубой передачи.

Не так давно мной был спроектирован портальный станок с ЧПУ, про его разработку и постройку на этом ресурсе расположена моя предыдущая статья.

Сразу хочу сказать, что данный проект служит только для получения опыта проектирования простых зубчатых пар и их изготовления для возможного применения в последующих проектах.

Так как на изготовленном станке планировалось обрабатывать не только дерево и пластики, а еще и дюраль, то интересно было сделать зубчатую пару как раз из этого материала.

По наличию у меня были обрезки дюралевого листа толщиной 6мм. В качестве привода я решил использовать Шаговый Двигатель (ШД) 23HS8430, он тоже у меня был в наличие и валялся без дела.

Проектирование началось с моделирования всего механизма в среде Компас 3Д, сразу же возникло несколько ограничений, ввиду малого размера дюралевой заготовки, а это соответственно повлияло на габариты ведомой шестерни, а так же на количество и размер зубьев, так как наименьший диаметр фрезы которая у меня была, составлял всего 2мм, а это значит что наименьший радиус которым я могу описать контур в процессе изготовления 1мм.

Учтя все ограничения, я перевел двигатель в 3Д модель и дальше стал сопрягать с ним остальные детали…

Теперь что касается построения зубчатой пары: в машиностроительной конфигурации Компас 3Д (v13) есть такая утилита как «Расчеты цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления», в ней производим геометрический расчет, вводя требуемые параметры: число зубьев, модуль и т.д. Углубляться в это не буду, достаточно будет прочитать главу про построение зубчатых передач из курса механики: детали машин.

Использованная мной утилита производит расчет и построение шестерни, также если при расчете возникают ошибки, то она об этом информирует. После расчета выводит отчет со всеми геометрическими размерами. Из него мне потребовалось только межосевое расстояние, так как саму шестерню он прорисовывает автоматически.

Для большего интереса я решил сделать шестерни с разным количеством зубьев и передаточным отношением 2:1.

Исходя из межосевого расстояния, было нарисовано основание. С ним сопрягли двигатель и ось, на которой будет крепиться ведомая шестерня.

После окончания 3Д проектирования, все детали перевел в 2Д вид и сохранил их в векторном формате *.dxf.

Для того чтобы вырезать все детали на станке, я преобразовал векторный формат в G-code через постпроцессор в программе ArtCam. Полученный файл загрузил в станок и после обнуления координат, вырезал все детали.

В ведомую шестерню запрессовал подшипник, он достаточно плотно вошел, так как я занизил отверстие на несколько соток.

Отдельно на токарном станке выточили ось, на которую устанавливается ведомая шестерня.

Дальше все достаточно просто, собрал узел в едино, и осталось только его закрутить.
Но пришлось подождать месяц, так как драйвера для ШД у меня не оказалось, и я заказал драйвер DM542 на Али.

Читайте также: Редуктор мотороллера муравей чертежи

Для того чтобы ШД закрутился на вход драйвера требуется подать частотный сигнал, для этого я на ардуино уно собрал генератор частоты с изменяемой частотой с помощью внешне подключенного энкодера на 24 импульса.

Сразу хочу оговориться, что код для прошивки ардуино нашел на просторах Интернета.

Генератор частоты может: — генерировать меандр на 16 битном таймере. Диапазон частот 1Гц — 8МГц. Регулировка частоты производится энкодером. До частоты 2,8 кГц разрешение 1 герц, на частотах выше таймер аппаратно уже не может поддерживать это разрешение, поэтому более высокие частоты синтезируются, задавая параметром не требуемую частоту, а просто инкременируя регистр сравнения. Получается чем выше частота — тем больше шаг между щелчками энкодера. Вращая энкодер, с не нажатой кнопкой частота меняется на 1Гц; с нажатой кнопкой один шаг — 100Гц. Выше 2,8кГц. вращение энкодера с нажатой кнопкой так — же ускоряет счёт. Программного подавления дребезга контактов энкодера нет, поэтому нужно повесить конденсаторы 0,01..0,1 мкф. относительно земли. На кнопке конденсатор не обязателен. Рассчитанная математически частота выводится в сериал.

После того как все собрал, подсоединил и залил в Arduino скетч, можно приступать к включению:

Теперь про работу сего механизма: вращение и работа передачи вполне не плохое хоть и при звоне шестерен. В итоге получилось разогнать до 12,5 оборотов в секунду ведущую шестерню, а на ведомой соответственно в два раза меньше. Сгенерированная частота при этом составила порядка 5кГц при 400 имп/об. выставленное на драйвере. При этой частоте двигатель еще не уходил в ступор, а это значит, что можно было дать частоту и больше.

Шаговые приводы

Шаговые приводы – относятся к классу синхронных бесщеточных приводов постоянного тока без обратной связи, обладающих несколькими обмотками статора, при подаче токов на которые можно фиксировать положения ротора в том или ином положении. При последовательной их активации достигаются: точное вращение выходного вала, прецизионное регулирование направления, необходимые ускорения и т.д
Главной особенностью шагового двигателя является его способность продолжительно эксплуатироваться на низких скоростях, при сохранении довольно высокого крутящего момента. В ходе эволюции наибольшую популярность приобрели двухфазные гибридные приводы, т.е приводы сочетающие в себе лучшие характеристики от ШД с магнитным ротором и ШД с переменным магнитным сопротивлением. Стандартное шаговое позиционирование — 1,8 0 /мин и 0,9 0 /мин. Иногда в тонких механических системах даже при минимально заданных угловых смещениях появляются неприемлемые вибрации, толчки в работе и, следовательно, потеря момента. Избежать таких проблем удается: либо увеличением фаз в работе мотора, либо дроблением шага. Микрошаговый режим базируется на независимом управлении подаваемых токов на обмотки ШД, управляя отношением токов, имеется возможность фиксировать ротор в половинчатом положении между шагами. Дробление шага позволяет получить плавность хода, увеличить эффективность ШД.
Предлагаем шаговые двигатели стандартов NEMA8 , NEMA11 , NEMA14 , NEMA16 , NEMA17 , NEMA23 , NEMA24 , NEMA34 , NEMA 42, NEMA52 .
Преимущества шаговых моторов:

Читайте также: Какое масло заливать в редуктор нивы 2121

1. – Точность и гибкое управление вращательных движений;
2. – Сохранения высокого крутящего момента на невысоких скоростях;
3. – Отсутствие элементов обратной связи , что существенно снижает стоимость электропривода;
4. – Компактность и универсальность.

Недостатки шаговых моторов:

1. – Небольшие выходные мощности шаговых приводов;
2. – Управление шаговыми двигателями происходит в связке с отдельным электронным устройством (драйвером или др.);
3. – При длительной эксплуатации происходит потеря точности позиционирования, из-за механического износа деталей.

Планетарные прецизионные редукторы для шаговых и вентильных двигателей

Планетарный редуктор — это устройство, преобразующее высокую угловую скорость вращения входного вала от двигателя в более низкую на выходном валу, повышая при этом крутящий момент. Планетарные редукторы, поставляемые ООО «Электропривод», предназначены для совместного использования с шаговыми и бесколлекторными и серво двигателями.

Редуктор прецизионный планетарный серии РП060

Редукторы имеют ряд преимуществ, которые обуславливают их широкое применение. В частности редукторы применяются для улучшения механических характеристик шаговых двигателей.

Прецизионные редукторы серии РП производства компании «Электропривод» отличаются малыми значениями углового люфта, надежностью конструкции и простотой монтажа планетарного редуктора на двигатель и являются наилучшим решением для применения в сочетании с шаговыми двигателями серии ШД.

Таблица совместимости планетарных редукторов

Редуктор прецизионный планетарный серии РП090

Редукторы устанавливаются на фланцы двигателей для повышения крутящих моментов за счет снижения угловых скоростей.

Качественное исполнение редукторов обеспечивает высокую точность позиционирования, что зачастую является определяющим фактором для ряда технических систем. Планетарные прецизионные редукторы РП предназначены для применения c двигателями серии ШД соответствующих типоразмеров.

Таблица совместимости планетарных редукторов

Планетарный безлюфтовый редуктор EH042

Планетарные редукторы ЕН042 – оптимальное решение для увеличения крутящего момента и достижения минимальных скоростей вращения вала двигателей. Редукторы используются совместно с моторами типоразмера NEMA 17. Ключевые преимущества редукторов с планетарной передачей ЕН042 – минимальный угловой люфт и легкость установки.

Таблица совместимости планетарных редукторов

Редуктор прецизионный планетарный серии EW060

Планетарные редукторы EW060 – гарантия точного позиционирования за счет малого углового люфта редуктора. Эффективное преобразование угловой скорости вала двигателя обусловлено качеством изготовления каждого компонента редуктора EW060. К достоинствам редукторов EW060 можно отнести высокий коэффициент полезного действия, длительный срок службы, небольшой вес, компактные размеры и надежность.

Читайте также: Мотор редуктор watt drive

Таблица совместимости планетарных редукторов

• FL57BLS005
• FL57BLS01
• FL57BLS02
• FL57BLS03
• FL57BLS04

Серводвигатели:

Редуктор прецизионный планетарный серии EW090

Точность позиционирования – важнейший параметр для систем, построенных на шаговых двигателях и сервоприводах. Прецизионные планетарные редукторы серии EW090 обеспечивают точность позиционирования, удовлетворяющую абсолютному большинству технических систем с применением шаговых двигателей и сервоприводов.

Редуктор подходит для серводвигателей мощностью 0,75 и 1 кВт, шаговых и бесколлекторных двигателей серии FL.

Таблица совместимости планетарных редукторов

• FL86STH80
• FL86STH118
• ШД86-046
• ШД86-087

• FL86BLS58
• FL86BLS71
• FL86BLS98
• FL86BLS125

Серводвигатели:

Редуктор прецизионный планетарный серии EW120

Обеспечение высокого крутящего момента с соблюдением высокой точности позиционирования – задача, которую успешно выполняет планетарный редуктор EW120. Максимально допустимый крутящий момент может достигать 918 Н*м, а коэффициент полезного действия превышает 97%.

Редукторы EW120 применяются совместно с шаговыми двигателями типоразмера NEMA42 и серводвигателями мощностью от 1 до 2 кВт.

Таблица совместимости планетарных редукторов

Серводвигатели:

Подпишитесь на наши новости

Получайте первыми актуальную информацию от ООО «Электропривод»

Шаговые управляемые приводы с 5-ю фазами Autonics

A02K/A04K Серия
Квадратный корпус (24 мм сторона)
5-фазовый двигатель
Диаметр выходной оси 5 мм
Одностороняя или двусторонняя ось
Подключение: 5-ти проводное соединение (стандарт) 10-ти проводное соединение (опционально)
Номинальный ток — 0.75A/фаза
М аксимальный момент на валу — 0.18 или 0.28 f кг . см в зависимости от модели

Загрузить описание в формате pdfШаговый двигатель A1K/A2K/A3K

A1K/A2K/A3K Серия
Квадратный корпус (42 мм сторона)
5-фазовый двигатель
Диаметр выходной оси 5 мм
Одностороняя или двусторонняя ось
Подключение: 5-ти проводное соединение (стандарт) 10-ти проводное соединение (опционально)
Номинальный ток — 0.75A/фаза
Максимальный момент на валу — 1.3, 1.8 или 2.4 f кг . см в зависимости от модели

Загрузить описание в формате pdfШаговый двигатель A21K/A41K/A63K

A21K/A41K/A63K Серия
Квадратный корпус (85мм сторона)
5-фазовый двигатель
Диаметр выходной оси 14 мм
Одностороняя или двусторонняя ось
Подключение: 5-ти проводное соединение (стандарт) 10-ти проводное соединение (опционально)
Номинальный ток – 1.4 или 2.8 A/фаза
Максимальный момент на валу — 21, 41 или 63 f кг . см в зависимости от модели

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/shagovyy-privod-s-reduktorom

  📽️ Видео

  Шаговый двигатель NEMA 17 с планетарным редуктором 50 : 1Скачать

  

  Мощный редуктор из стеклоочистителя / Powerful wiper driveСкачать

  

  На что способен NEMA 17. Тест работы шаговых двигателейСкачать

  

  Маленький, дешёвый и БЕСПОЛЕЗНЫЙ. Обзор, тест и разборка микро шагового двигателяСкачать

  

  Flprog - сервопривод из мотор редуктора привода дворниковСкачать

  

  Узнав этот секрет, ты больше никогда не выбросишь моторчик от микроволновки!Скачать

  

  Шаговый двигатель с редукторомСкачать

  

  Мотор - редуктор NMRV - 30Скачать

  

  DIY Мотор Конструкторы и Хрустальный Шар с AliExpressСкачать

  

  Шаговый двигатель с планетарным редуктором ШДГП-57Скачать

  

  Автоматическая поперечная подача для токарного станка. Механика и первый тест.Скачать