變位機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算

1、變位機(jī)計(jì)算說(shuō)明書(shū)TRP-D200H濟(jì)南時(shí)代試金試驗(yàn)機(jī)有限公司 目錄1. 翻轉(zhuǎn)臺(tái)的電機(jī)與減速機(jī)選型計(jì)算12. 旋轉(zhuǎn)臺(tái)的電機(jī)與減速機(jī)選型計(jì)算8TRP-D200H 變位機(jī)計(jì)算說(shuō)明書(shū)1. 翻轉(zhuǎn)臺(tái)的電機(jī)與減速機(jī)選型計(jì)算1.1 翻轉(zhuǎn)臺(tái)的電機(jī)計(jì)算由SE可以計(jì)算出翻轉(zhuǎn)臺(tái)的質(zhì)量為116.3Kg，則翻轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：（自身）其中：-為翻轉(zhuǎn)臺(tái)繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位：Kgm2 m-為翻轉(zhuǎn)臺(tái)的質(zhì)量，單位：Kg a- 為翻轉(zhuǎn)臺(tái)質(zhì)心與轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離，單位：m參照安川變位機(jī)翻轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，將本次設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)慣量定為50 Kgm2。假定變位機(jī)上安放一200Kg的圓環(huán)筒工件，圓筒外徑R=0.5m，內(nèi)徑r=0.44m，由圓筒的

2、慣量計(jì)算公式可計(jì)算該圓筒的高度，即h，如圖1.1.1：其中：m-為圓筒的質(zhì)量，單位：Kg R-為圓筒的外徑，單位：m r- 為圓筒的內(nèi)徑，單位：m 0148m-為變位工作臺(tái)面到翻轉(zhuǎn)中心的距離整理可得：解得：h=0.56m圖1.1.1 翻轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)示意圖則翻轉(zhuǎn)臺(tái)的重心位置(假定其它質(zhì)量分布均勻)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，翻轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為115°/s，假定加翻轉(zhuǎn)臺(tái)加、減速時(shí)間均為0.6s，翻轉(zhuǎn)角度180°，則角加速度為：速度時(shí)間曲線如圖1.1.2：圖1.1.2 速度時(shí)間曲線圖圖1.1.3 力矩時(shí)間曲線圖勻速階段轉(zhuǎn)動(dòng)角度： ,勻速階段轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間：翻轉(zhuǎn)臺(tái)加、減速時(shí)的力矩：如圖1.1.3翻轉(zhuǎn)臺(tái)

3、勻速時(shí)的力矩：，當(dāng) 時(shí)力矩最大。則翻轉(zhuǎn)臺(tái)的平均力矩：平均角速度：翻轉(zhuǎn)臺(tái)的電機(jī)功率：考慮傳動(dòng)效率，初選山洋伺服電機(jī)EMG-10ASA24,功率為1千瓦。該電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩為5.7Nm，該軸的減速比為=153，則電機(jī)軸處實(shí)際的轉(zhuǎn)矩為：。則該電機(jī)合適。1.2 翻轉(zhuǎn)臺(tái)減速機(jī)選型計(jì)算(1)通過(guò)前面計(jì)算電機(jī)功率時(shí)得到該軸減速機(jī)的的最大轉(zhuǎn)矩為T(mén)1=599 平均轉(zhuǎn)矩T2=195停止時(shí)最大轉(zhuǎn)矩T3=599。t1=t3=0.6s,t2=0.97 s.N1=N3=9r/min,N2=19r/min其中t1,t3為加減速時(shí)的時(shí)間，t2為勻速時(shí)的時(shí)間；N1,N3為加減速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)速，N2為勻速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)速；如圖2.2.1

4、圖2.2.1 轉(zhuǎn)速時(shí)間曲線將以上數(shù)值代入平均負(fù)載轉(zhuǎn)矩公式：平均輸出轉(zhuǎn)速：根據(jù)RV減速機(jī)的額定表，暫選定RV減速機(jī)型號(hào)為RV-40E(2)計(jì)算減速機(jī)的壽命是否滿足要求規(guī)格值：其中：Lh為所求壽命時(shí)間hNm為平均輸出轉(zhuǎn)速r/minTm為平均負(fù)載轉(zhuǎn)矩NmNo額定輸出轉(zhuǎn)速r/minTo定額轉(zhuǎn)矩Nm(3)確認(rèn)輸出轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速19r/min60 r/min。(4)確認(rèn)起動(dòng)停止時(shí)轉(zhuǎn)矩T1max=T3max=641Nm1029 Nm。(5)確認(rèn)主軸承的承受能力: 確認(rèn)彎矩剛性W1=1580N,W2=0NL1=255mm,L2=66mm。 確認(rèn)負(fù)載彎矩L2= L1+b-a=255+143.7-29.6=369.

5、1mm則選定該軸的減速機(jī)型號(hào)為：RV-40E-153-B-B滿足要求。2旋轉(zhuǎn)臺(tái)的電機(jī)與減速機(jī)選型計(jì)算2.1旋轉(zhuǎn)臺(tái)的電機(jī)計(jì)算如圖2.1.1：如圖2.1.1 旋轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)示意圖由SE可以計(jì)算出旋轉(zhuǎn)臺(tái)的質(zhì)量為79.5Kg，據(jù)安川變位機(jī)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為17 Kgm2。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為115°/s，假定加旋轉(zhuǎn)臺(tái)加、減速時(shí)間均為0.6s，旋轉(zhuǎn)角度180°，則角加速度為：圖2.1.2 速度時(shí)間曲線圖 圖2.1.3 力矩時(shí)間曲線圖勻速階段轉(zhuǎn)動(dòng)角度： ,勻速階段轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間：速度時(shí)間曲線如圖2.1.2。旋轉(zhuǎn)臺(tái)加、減速時(shí)的力矩：旋轉(zhuǎn)臺(tái)勻速時(shí)的力矩：，當(dāng) 時(shí)力矩最大。力矩時(shí)間曲線

6、如圖2.1.3。則旋轉(zhuǎn)臺(tái)的平均力矩：平均角速度：旋轉(zhuǎn)臺(tái)的電機(jī)功率：初選山洋伺服電機(jī)EMG-10ASA22，功率為1000瓦。 該電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩為2.6Nm，該軸的減速比為=153，則電機(jī)軸處實(shí)際的轉(zhuǎn)矩為：。則該電機(jī)合適。2.2 旋轉(zhuǎn)臺(tái)減速機(jī)選型計(jì)算(1)通過(guò)前面計(jì)算電機(jī)功率時(shí)得到該軸減速機(jī)的的最大轉(zhuǎn)矩為T(mén)1=375.5 平均轉(zhuǎn)矩T2=144停止時(shí)最大轉(zhuǎn)矩T3=375.5。t1=t3=0.6s,t2=0.97 s.N1=N3=9r/min,N2=19r/min其中t1,t3為加減速時(shí)的時(shí)間，t2為勻速時(shí)的時(shí)間；N1,N3為加減速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)速，N2為勻速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)速；如圖2.2.1圖2.2.1 轉(zhuǎn)速時(shí)間曲線將以上數(shù)值代入平均負(fù)載轉(zhuǎn)矩公式：平均輸出轉(zhuǎn)速：根據(jù)RV減速機(jī)的額定表，暫選定RV減速機(jī)型號(hào)為RV-40E(2)計(jì)算減速機(jī)的壽命是否滿足要求規(guī)格值：其中：Lh為所求壽命時(shí)間hNm為平均輸出轉(zhuǎn)速r/minTm為平均負(fù)載轉(zhuǎn)矩NmNo額定輸出轉(zhuǎn)速r/minTo定額轉(zhuǎn)矩Nm(3)確認(rèn)輸出轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速19r/min60 r/min。(4)確認(rèn)起動(dòng)停止時(shí)轉(zhuǎn)矩T1max=T3max=406.2Nm1029 N