系统优点:该跟踪机构结构简单。对于两个方向的跟踪,都利用蜗杆、蜗轮副传动,在紧凑的结构下得到很大的传动比,能使用功率很小的马达同时传递足够的动力,使用功率小的马达降低了其能源成本和制造成本;蜗杆、蜗轮副的自锁性能好,能防风防雨。结构紧凑,运动空间大。传动装置设置在传动箱内,受到了较好的保护,提高了装置的寿命。
齿圈转动式跟踪器
机构结构:马达1固定在支架上,马达1的输出轴连接小齿轮1,小齿轮1与齿圈1啮合。齿圈1连接着主轴上,主轴安装在支架上(主轴相对于支架可以转动),马达2安装在主轴前端的一块板上,马达2的输出轴连接小齿轮2,小齿轮2与齿圈2啮合,齿圈2连接着转动架,转动架安装在主轴上(转动架相对于主轴可以转动)。
机构实现自动跟踪的原理:当太阳光线发生偏离时。控制部分发出控制信号驱动马达1带动小齿轮1转动,小齿轮带动齿圈1和主轴转动;同时控制信号驱动马达2带动小齿轮2。小齿轮2带动齿圈2和转动架转动,通过马达1、马达2的共同工作实现对太阳方位角和高度角的跟踪。
图4.3 齿圈转动跟踪器
系统特点:该跟踪机构结构简单,造价低。两个方向的跟踪都利用齿轮副传递动力,能在使用功率较小的马达的同时传递足够大的动力,使用功率较小的马达降低了其能源成本和制造成本;由于使用半个齿圈,能在紧凑的结构下得到较大的传动比。结构紧凑,运动空间大。
4.4 太阳能自动跟踪系统机械设计方案
机构结构:步进电机 1固定在支架上,步进电机1的输出轴连接小齿轮1,小齿轮1与大齿轮啮合。齿轮连接着主轴上,主轴安装在支架上(主轴相对于支架可以转动),步进电机2安装在主轴前端的一块板上,步进电机2的输出轴连接小齿轮2,小齿轮2与齿圈啮合,齿圈连接着太阳能板,转动架安装在主轴上。
机构实现自动跟踪的原理:当太阳光线发生偏离时。控制部分发出控制信号驱动步进电机1带动小齿轮1转动,小齿轮1带动大齿轮和主轴转动;同时控制信号驱动步进电机2带动小齿轮2,小齿轮2带动齿圈和太阳能板转动,通过步进电机1、步进电机2的共同工作实现对太阳方位角和高度角的跟踪。
4.4.1 第一齿轮转动计算
尺寸计算[11]
初选模数m=4mm,中心距a=260,转动比i=5。
一般齿轮齿数Z1=25,分度圆螺旋角ß=8到15度 。
初选齿轮齿数Z1=25,分度圆螺旋角ß=10度,则齿轮齿数Z2=iZ1=5×25=125。
分度圆直径:
小齿轮直径 d1= mZ1/cos ß (4.1)
根据以上数值计算得d1=101.54 , 取d1=100mm。
大齿轮直径 d2= mZ2/cos ß (4.2)
根据以上数值计算得d2=507.7 , 取d2=507.7mm。
取齿宽系数φ=1.2
b=φd=1.2×100=120 (4.3)
则取大齿轮宽度b2=120,小齿轮宽度b1=125。
齿顶高 ha1=ha*m (4.4)
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