课程设计计算

一、手腕11、电机选择如图所示，手腕1电机所驱动的物体，可简化为轴1、轴2、法兰3、工件4。其尺寸可根据负载大小自行设置为：Ｄ１＝１５～３５ｍｍ、Ｌ１＝１００～２００ｍｍ、Ｄ２＝１５～３５ｍｍ、Ｌ２＝１００～２００ｍｍ、Ｄ３＝Ｈ４、Ｈ３＝１０～２０ｍｍ，Ｇ１～Ｇ３由体积根据根据钢铁的比重计算出重量，Ｇ４、Ｒ４是工件的重量和半径（根据钢铁的比重）由此计算出工件的高度Ｈ４电机驱动功率W=Mω=其中:M为驱动力矩，ω为手腕最大转速Mi=Mi偏+Mi摩+Mi惯=1.1（Mi偏+Mi惯）对于下图，其中:M1偏=0；M2偏=；M3偏=*G3；M4偏=*G4M１惯＝ε其中:ε为手腕1的角加速度M2惯＝εM3惯＝εM4惯＝ε将Mi偏、Mi惯代入（1）、（2）式，可得电机驱动功率W理论值，实际电机功率应乘以安全系数n=1.2~2.7，即W理=nW实,n根据电机功率选，功率越大，安全系数n越小。根据电机功率W理查松下电机样本，选择电机额定功率2、谐波减速器选择减速比选择：i=并满足谐波减速器输出力矩和谐波减速器输出功率D2ωL1Ｈ4D1R4G4H3G3G2G1L2二、手腕21、电机选择如图1所示，手腕2电机所驱动的物体，可简化为轴1、法兰2、工件3。其尺寸可根据负载大小自行设置为：Ｄ１＝１５～３５ｍｍ、Ｌ１＝１００～２００ｍｍ、Ｄ2＝Ｈ3、Ｈ2＝１０～２０ｍｍ，Ｇ１～Ｇ2由体积根据根据钢铁的比重计算出重量，Ｇ3、D3是工件的重量和直径（根据钢铁的比重）由此计算出工件的高度Ｈ3电机驱动功率W=Mω=其中:M为驱动力矩，ω为手腕最大转速Mi=Mi偏+Mi摩+Mi惯=1.1（Mi偏+Mi惯）对于图1，其中:M1偏=0；M2偏=M3偏=；M１惯＝ε其中:ε为手腕1的角加速度M2惯＝εM3惯＝ε将Mi偏、Mi惯代入（1）、（2）式，可得电机驱动功率W理论值，实际电机功率应乘以安全系数n=1.2~2.7，即W理=nW实,n根据电机功率选，功率越大，安全系数n越小。根据电机功率W理查松下电机样本，选择电机额定功率2、谐波减速器选择减速比选择：i=并满足谐波减速器输出力矩和谐波减速器输出功率Ｈ2D3ωL1D1H3G3G2G1图1三、手臂计算1、直角坐标型各部件重量分别如图2所示G大臂G小臂G腕G工图2如果工件重量G工=1，则G腕=1.5；G小臂=1.5（1.5+1）；G大臂=1.5[1.5（1.5+1）+1.5+1]；1)、小臂计算（１）、电机选择小臂电机驱动的部件有工件、手腕、小臂电机功率W=Ｆｖ=其中V为最大小臂速度＝由于小臂电机驱动时，小臂只做水平运动，故所以）a其中a最大小臂加速度将（4）式代入（3）式，可得电机驱动功率W理论值，实际电机功率应乘以安全系数n=1.2~2.7，即W理=nW实,n根据电机功率选，功率越大，安全系数n越小。根据电机功率W理查松下电机样本，选择电机额定功率（２）、滚珠丝杠选择其中Ca是滚珠丝杠的额定动载荷，是根据计算出的Ca去查滚珠丝杠样本上的Ca，滚珠丝杠样本上的Ca必须大于计算出的Ca，再根据所选电机的额定转速n(一般是2000转/分和3000转/分可换算成33.33转/秒和50转/秒)计算出滚珠丝杠所需螺距L。即：L=v/n根据计算出的螺距L去查滚珠丝杠样本上的L，所选用的滚珠丝杠样本上的L应该是最接近和大于计算出的螺距L。根据额定动载荷Ca和滚珠丝杠的L确定滚珠丝杠的直径ｄ。确定滚珠丝杠的支承方式【可参考滚珠丝杠样本，一般用一端固定，一端简支（即Ｇ－Ｊ）方式】。确定支承距离根据任务书所提的最大行程加１０ｍｍ左右的余量和螺母的长度确定滚珠丝杠的支承距离。进行滚珠丝杠校核：根据滚珠丝杠的直径ｄ、滚珠丝杠的支承距离Ｌ、滚珠丝杠的最大转速ｎ（即电机的额定转速）查滚珠丝杠样本上的极限转速核算图判断所选滚珠丝杠是否可用。如果根据滚珠丝杠的直径ｄ、滚珠丝杠的支承距离Ｌ、滚珠丝杠的最大转速ｎ画出的点在所选直径ｄ曲线的左下方即可用，否则加大直径再进行校核。根据滚珠丝杠的直径ｄ、滚珠丝杠的支承距离Ｌ、查滚珠丝杠样本上的压杆稳定性核算图判断所选滚珠丝杠是否可用。如果根据滚珠丝杠的直径ｄ、滚珠丝杠的支承距离Ｌ、滚珠丝杠的驱动画出的点在所选直径ｄ曲线的左下方即可用，否则加大直径再进行校核。（３）、选择联轴器根据电机驱动力矩选择或设计（４）、导轨的选择按卧式导轨参考课程设计指导书（５）、电机功率的校核，由于在计算电机功率时，没有考虑联轴器和滚珠丝杠的转动惯量，应加入这一部分。联轴器产品的转动惯量样本上会提供，滚珠丝杠的转动惯量根据直径，长度及钢铁的比重按实心圆柱体计算即滚珠丝杠的转动惯量；功率W=Mω＝Ｊε；ε电机的角加速度，电机的角速度＝滚珠丝杠的转速2)、大臂计算大臂电机驱动的部件有工件、手腕、小臂＝）a其余和小臂计算相同,在导轨的选择时按立式导轨参考课程设计指导书3)、底座计算底座电机驱动的部件有工件、手腕、小臂、大臂由于底座电机驱动时，只做水平运动，故所以）a其余和小臂计算相同,在导轨的选择时按卧式导轨参考课程设计指导书2、园柱座标型１）、大、小臂计算与直角坐标型相同２）、底座计算可按图3 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 Ｚω底G大臂G小臂G腕G工ｂａL5L4L3L2L1图3图中：小臂长度L小臂=L1+L2由小臂的运动行程确定，手腕的长度可自选200~300mm，L5是工件的半径；如果工件重量G工=1，则G腕=1.5；G小臂=1.5（1.5+1）；G大臂=1.5[1.5（1.5+1）+1.5+1]；电机驱动功率W=Mω=其中:M为驱动力矩，ω为底座最大转速Mi=Mi偏+Mi摩+Mi惯=1.1（Mi偏+Mi惯）对于图３，其中:Mｉ偏=0，则Mi=1.1Mi惯工件的转动力矩（其惯量作为质点绕底座轴线回转计算）M１惯＝ε其中:ε为底座的角加速度手腕的转动力矩（其惯量作为质点绕底座轴线回转计算）M2惯＝ε小臂的转动力矩（其惯量看成长方体绕底座轴线回转计算）长方体的截面a自选为：a＝50～300mm，ｂ＝50～300mm。M３惯＝ε大臂的转动力矩（其惯量看成长方体绕底座轴线回转计算）长方体的截面ａ自选为：ａ＝50～300mm，ｂ＝50～300mm。M４惯＝ε将Mi惯代入（５）式，可得电机驱动功率W理论值，实际电机功率应乘以安全系数n=1.2~2.7，即W理=nW实,n根据电机功率选，功率越大，安全系数n越小。根据电机功率W理查松下电机样本，选择电机额定功率３）、谐波减速器选择与手腕相类似３、多关节座标型各部件重量分别如图４所示L工L腕L小臂L大臂大臂+600位大臂０位G大臂G小臂G腕G工图４图中：L大臂为大臂的长度自选400~700mm，L小臂为大臂的长度自选400~700mm，L腕为大臂的长度自选200~300mm，如果工件重量G工=1，则G腕=1.5；G小臂=1.5（1.5+1）；G大臂=1.5[1.5（1.5+1）+1.5+1]；１）、小臂计算电机驱动功率W=Mω=其中:M为驱动力矩，ω为小臂最大转速，如果设小臂为圆柱体直径自选D小臂=80~200mmMi=Mi偏+Mi摩+Mi惯=1.1（Mi偏+Mi惯）M１惯＝εM１偏＝M2惯＝εM2偏＝M3惯＝εM3偏＝其中:ε为小臂角加速度将结果代入（7）、（８）式，可得电机驱动功率W理论值，实际电机功率应乘以安全系数n=1.2~2.7，即W理=nW实,n根据电机功率选，功率越大，安全系数n越小。根据电机功率W理查松下电机样本，选择电机额定功率谐波减速器选择与手腕相类似2）、大臂计算电机驱动功率W=Mω=其中:M为驱动力矩，ω为大臂最大转速，如果设大臂为圆柱体直径自选D大臂=80~200mm;小臂为圆柱体直径自选D小臂=80~200mmMi=Mi偏+Mi摩+Mi惯=1.1（Mi偏+Mi惯）M１惯＝εM１偏＝M2惯＝εM2偏＝M3惯＝εM3偏＝M4惯＝εM4偏＝其中:ε为大臂角加速度将结果代入（9）、（10）式，可得电机驱动功率W理论值，实际电机功率应乘以安全系数n=1.2~2.7，即W理=nW实,n根据电机功率选，功率越大，安全系数n越小。根据电机功率W理查松下电机样本，选择电机额定功率谐波减速器选择与手腕相类似2）、底座计算电机驱动功率W=Mω=其中:M为驱动力矩，ω为底座最大转速，如果设大臂为圆柱体直径自选D大臂=80~200mm;小臂为圆柱体直径自选D小臂=80~200mmMi=Mi偏+Mi摩+Mi惯=1.1（Mi偏+Mi惯）由于是作水平回转Mi偏=0Mi=Mi偏+Mi摩+Mi惯=1.1Mi惯M１惯＝εM2惯＝εM3惯＝εM4惯＝ε其中:ε为底座角加速度将结果代入（11）、（12）式，可得电机驱动功率W理论值，实际电机功率应乘以安全系数n=1.2~2.7，即W理=nW实,n根据电机功率选，功率越大，安全系数n越小。根据电机功率W理查松下电机样本，选择电机额定功率谐波减速器选择与手腕相类似4、平面关节座标型可参考前面介绍注意:底座、大臂在运动时，是作水平回转运动，故Mi偏=0小臂作上下运动有G大臂G大臂G小臂G腕G工图5可设工件重量G工=1，则G腕=1.5；G小臂=1.5（1.5+1）；G大臂=1.5[1.5（1.5+1）+1.5+1]；可设大臂的长度自选为Ｌ大臂=400~800mm可设小臂为长方体的截面a自选为：a＝50～300mm，ｂ＝50～300mm。可设大臂为圆柱体直径D小臂=80~200mm小臂的长度根据行程附件１：滚珠丝杠副的选择计算•滚珠丝杠副的选择计算,一般是放在防止疲劳点蚀的基础上,即滚珠丝杠在工作过程中受轴向载荷时,在滚道和滚珠面间会产生接触应力.对于滚道上某一点而言,其应力状态是交变接触应力,在这种交变接触应力的作用下,经过一定的应力循环次数后,就会使滚道或滚珠面产生疲劳剥落,而使滚珠丝杠副丧失其工作性能,这是滚珠丝杠副失效的主要形式.在选择滚珠丝杠副时,按下面方式进行.•（1）额定动载荷Ca:--一批相同的滚珠丝杠副，在轴向载荷Fa的作用下以较高的转速运转转，其90%的滚珠丝杠副不产生疲劳剥伤，此时的轴向载荷Fa称为该规格的额定动载荷（Ca）。•（2）额定静载荷Cao--滚珠丝杠副在静止（或转速较低）状态下，承受最大接触应力的滚珠和滚道接触面的塑性变形量之和为滚珠直径的万分之一时的轴向载荷Fa（3）滚珠丝杠尺寸的选定•1）按预期寿命Ln及轴向载荷Fa进行选择••式中：Fa--轴向载荷。一般情况下可取平均值Fm代替。•••根据预期寿命及平均轴向载荷即可计算出所需的Ca，从而可方便的在产品的尺寸规格表中找出满意的尺寸。•对机床及精密机械等通常取•此时：•2）按承受最大轴向力Fmax选择：Cao>Fmax•fa•Fa--安全系数，一般取0.8∼1.7.滚珠丝杠的性能核算(1)几种典型的支承 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 •a)一端固定,一端自由(G--Z);b)二端支持(j--j)•C)一端固定,一端支持(G--j);d)二端固定(G--G)几种支承方法下的支承距离(2),最大轴向压缩载荷•该项核算是对按额定动载荷(或额定静载荷)选定的丝杠参数,对其在各种支承条件下承受最大轴向压缩载荷时,核算丝杠是否会产生纵向弯曲,即验算压杆稳定性极限转速图为各种规格在不同支承条件下,允许的极限转速.可按图进行核算,若超过此极限值,丝杠易产生共振,应设法改变丝杠参数或改善支承条件.滚珠丝杠副的预加负荷•为了消除轴向间隙,增加丝杠副的刚性和定位精度,在丝杠、螺母间加预加负荷Fp.过大的Fp值将引起滚珠丝杠副寿命下降及摩擦力矩增大,而Fp偏小,会产生在轴向载荷的作用下出现间隙,影响定位精度.因此一般情况下:取Fm--平均轴向载荷•或驱动力矩及驱动功率•当将旋转运动转变为直线运动时所需驱动力矩:•••当将直线运动转变为旋转运动时:所产生的输出力矩:•••所需功率••此处:F--轴向载荷,Lo--基本导程（mm）;Mf--因预加负荷而产生的摩擦力矩;效率系数5.滚珠丝杠副选择计算的 步骤 新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤 和方法•在一般情况下选用滚珠丝杠副时，应已知下列条件：预期寿命Lh,丝杠的工作长度（或螺母的有效行程）及运转情况，然后按下列步骤进行选择计算。•（1）计算出滚珠丝杠额定动载荷Ca的值；•（2）从滚珠丝杠的规格表中找出相应额定动载荷Ca的近似值，并初步选几个 型号 pcr仪的中文说明书矿用离心泵型号大全阀门型号表示含义汽车蓄电池车型适配表汉川数控铣床 ；•（3）根据具体的工作要求，对结构尺寸、循环方式、调隙方式及传动效率方面的要求进行分析，从初选型号中确定比较合适的型号；•（4）根据所选的型号，列出其主要参数值，计算传动效率，并作稳定性和临界转速的校核，对于精度要求高的滚珠丝杠副还要进行整个系统的传动刚度验算。如果不能满足要求，则需另选其它型号，再作计算和验算，直至满足要求为止。另外对于低速运转的滚珠丝杠，无需计算额定动载荷，只要考虑额定静载荷即可。6.滚珠丝杠副的标注方法基本导程精度等级螺纹旋向导程精度检验项目负载滚珠总圈（列）数公称直径予紧方式循环方式外形结构特征7、滚珠丝杠副图片滚珠丝杠副推荐的轴端部形状A型滚珠丝杠副推荐的轴端部形状B型滚珠丝杠副推荐的轴端部形状C型滚珠丝杠副的防尘附件２：滚动导轨副的选用•（1）滚动导轨副的寿命•当滚动导轨副承受负荷并做直线运动时，导轨表面及滚动部分（钢珠或滚柱）会不断的受到循环应力的作用，一旦达到临界值，滚动表面就会产生疲劳破损，在表面的一些部位会产生鱼鳞状剥离。•所谓滚动导轨副的寿命，指的是导轨表面或滚动部分由于材料的滚动疲劳而产生表面剥落时为止的总行走距离。•滚动导轨副的寿命具有很大的分散性，即使同一批制造的产品，在同样运转条件下使用，寿命也会有很大的差距。因此，为了确定滚动导轨副的寿命，一般使用额定寿命。•所谓额定寿命是让一批同样的滚动导轨副，在相同的条件下运动，其中90%的不发生表面剥落的运行距离。（2）基本动额定负荷C与寿命•基本动额定负荷C用于滚动导轨副承受负荷并做滚动运动时的寿命计算。•基本动额定负荷是一种方向和大小不变的负荷，当一批相同的滚动导轨副运动时，使用钢珠的滚动导轨副，其额定寿命为L=50km,而使用滚柱的滚动导轨副，额定寿命为L=100km。这些值在产品说明书的尺寸表中有详细记载。（3）寿命的计算•滚动导轨副额定寿命的计算，是由基本额定动负荷及系统实际所承受的工作负荷，用以下方法求出。•1）额定寿命的计算•使用钢珠的滚动导轨副：••使用滚柱的滚动导轨副：••L：额定寿命(km)•C：基本额定动负荷(kgf)•P：系统实际工作时的负荷(kgf)考虑到使用条件时的寿命计算•滚动导轨副所承受的负荷，几乎都很难计算出来。•特别是在运动中会经常受到振动和冲击的影响，且用计算求出分布在各直线系统的负荷不是简单的事。再有，导轨表面的硬度以及滚动导轨副内部的温度也对寿命有很大影响。如果考虑到这些因素的影响，前面的计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 可表示为：•使用钢珠的滚动导轨副：••使用滚柱的滚动导轨副：硬度系数温度系数接触系数负荷系数当滑块上各方向受力时的等效负荷•式中:---垂直方向或水平方向的等效负荷---垂直方向的等效负荷---水平方向的等效负荷X,Y---等效系数10.866水平方向的等效负荷1.151垂直方向的等效负荷YX分类硬度系数(HRC58~64)温度系数接触系数0.6150.6640.7230.8121.001接触系数在一根导轨上安装的滑块个数负荷系数2.0~3.51.015m/min有外部冲击及振动1.5~2.00.5