机装配式野战电源车太阳能板收展执行机构驱动和控制系统设计(3)
1、传动比大，结构比较紧凑，单级传动就可以得到很大的传动比，一般在动力传动中常用传动比为10~80，也可以达到80以上；
2、由于蜗杆的轮齿是连续不断的螺旋齿，故传动工作平稳，啮合冲击小，广泛地应用于各类机械和仪器中；
3、可以自锁：当蜗杆的导程角小于啮合间的当量摩擦角φV时，机构反行程具有自锁性。
4、蜗轮蜗杆传动啮合传动时齿面滑动速度大，齿面磨损较为严重发热大，故不适用于大功率和长期连续的工作[9]。
蜗杆传动一般适用于传动比大、对传递效率没有很高要求的设备中。符合本次设计的要求。 蜗杆传动比为：
i=n1/n2=z2/z1
其中，n1为蜗杆的转速，
n2为蜗轮的转速，单位为r/min；
z1为蜗杆的头数，
z2为蜗轮的齿数。
对于蜗杆的选择，主要因素有传动比与传动效率。单头蜗杆虽说传动比大，但效率较低，由于易实现自锁功能，因此多用于自锁传动或者分度传动。考虑到本系统不需要实现自锁，故选用双头蜗杆。由 i=z2/ z1。其中z1=2，为了保证传动平稳，避免蜗轮发生根切和干涉，因此 z2min≥26，但是z2过大会使蜗轮结构尺寸过大，蜗杆长度也随着增加，导致蜗杆刚度和啮合刚度有所降低，因此其选值也不宜过大。本蜗轮齿数取 z2=70。如图 1.4.1所示在传动机构有两个爪螺母，爪螺母通过其螺杆顶部球体与太阳板相连接，分布在太阳能板边沿。爪螺母与蜗轮分别嵌套在一起，蜗杆是与电动机相连的，电动机驱动蜗杆同步转动。可编程逻辑控制器PLC发出信号使电动机转动，经过蜗轮蜗杆传动之后，带动着太阳能板随着太阳转动。
图1.4.1 爪螺母 图1.4.2 蜗轮
1.5 主要研究内容
本文主要围绕太阳能板驱动与控制系统做了一系列的研究,包括件各种硬件的选择，电路的设计和程序的编辑,以及对可编程控制器PLC使用GX DEVELOPER进行了仿真分析，如图1.5.1所示。本次设计的关键在于控制方式的选择，以及方案可行性的考量。以下是各章内容的介绍：
第 1 章简单介绍了课题背景、课题研究的目的及意义 、与课题相关研究动态、机械传动结构的设计以及主要研究内容与方法。
第 2 章介绍了太阳能追踪方式，确定本次设计太阳能板的跟踪方式，完成了控制系统的设计以及电路图的设计。
第 3 章主要完成各种硬件的选择，包括驱动电机选择、PLC控制器的选择、传感器的选择以及系统硬件的设计。
第 4 章主要是测试设计系统的可行性，完了PLC梯形图，利用gx developer对PLC控制系统进行调试与仿真，同时建立了太阳能板数学模型。