弯曲决定因素:强度,扭度,转角
材料力学对设备影响:安全性,稳定性,材料是否节省
设备不稳定因素:
四、机架与机构1. 加工尺寸错误
2. 装配有误
3. 材料内力变化
4. 强度大于许用应力
A . 机架
整体机架:1. SB 横梁,C 形槽,角铁,圆形管,方形管,长方形管,铝型材
1. 铸造机体
局部机架:
1. 铝型材,直立板 调节盘、加强筋、桥型、直立板、 倾斜板、水平板
2. 柱子 ,板 柱子, 板 柱子 板
3. 箱体,直立板 柱体
零件形状构成:圆型,方型(两边形),三边形,四边形,五边形,六变形坐标系
B . 机 构
1.动力源:
A.汽缸:无杆,单杆,双杆,旋转汽缸,机械手
B.马达:普通马达,变速马达,电磁刹车马达, 步进马达, 伺服马达
吸风机,鼓风机,真空泵,抽油泵
各种马达计算公式:
A.伺服马达,步进马达
1.自启动运转(低速领域,大的加速转矩)
运转派波速度:动作派波数/定位时间(动作派波数=(L/Lrev)*(360 度/θs))
(θs 为 step 角)
2.加速运转时:
加速时间=定位时间*0.25(s)
运转派波速度 f[HZ]=(动作派波数-启动派波数*加减速时间)/(定位时间-加减速时间)=(A-f1*t1)/(t0-t1)
运转速度=(运转派波速度*step 角*60)/360
计算加速转矩:
自启动运转时:Ta=[转子惯性惯量 全惯性惯量)*pi*step 角*(运转派波数)平方/180 度*系数]=[(Jo*i 平方 Jl)*pi*θs*f2 平方/180 度*n] n=3.6 度/θs
加速运转时:Ta=[转子惯性惯量 全惯性惯量)*pi*step 角*(运转派波速度-启动派波速度)/180度*加减速时间]=[(Jo/i 平方 Jl)*pi*θs*(f2-f1)/180 度*t1]
必要转矩:
必要转矩=(负载转矩 加速转矩)*安全率=(Tl Ta)*(1.5~2)
加减速斜率:
加减速斜率=(加减速时间/运转派波速度-启动派波速度) = (t1/f2-f1) >20 或 30(部分伺服步进条件)
惯性惯量比=(机器全惯性惯量/马达转子转动惯量)=Jl/J0*减速比的平方<10
负载转矩:
丝杆驱动:Tl=[(F*P1/2*pi*η) (μoFoP1/2pi)]/i
F=F1 mg(sinα μcosα)
皮带轮驱动:
Tl=[(μF1 mg)*D/2*pi*η)/2*i
齿轮,小齿条传动:
Tl=(F*pi*D /2*pi*η*i)=( F*D /2*η*i)
F=F1 mg(sinα μcosα)
实测:
Tl=F1*D/2
Tl=负载转矩
F=轴向载重
F1=外力
m=总质量(kg)
Fo=预压载重=1/3 F
μo=为预压螺帽内部摩擦系数(0.1~0.3)
μ=滑动面摩擦系数(0.05)
η=效率(0.85~0.95)
i=减速比
P1=螺杆螺距
α=倾斜角
D=直径
g=重力加速度(9.8)
伺服马达 , 步进马达选用方法 :
AC 减速马达 ,调速马达,电磁刹车马达等选用方法1. 必要解析度 θs= [360*要求解析度(ΔL)/丝杆螺距] ΔL 为 0.03mm/step
2. 派波数
3. 加减速时间=定位时间*0.25
4. 派波速度=(A-f1*t1)/(t0-t1)
5. 运转速度=(f2*θs*60/360)
6. 必要转矩:必要转矩=(负载转矩 加速转矩)*安全率=(Tl Ta)*(1.5~2)
7.加减速斜率:
加减速斜率=(加减速时间/运转派波速度-启动派波速度) = (t1/f2-f1) >20 或 30(部分伺服步进条件)
8.惯性惯量比=(机器全惯性惯量/马达转子转动惯量)=Jl/J0*减速比的平方<10
1. 速度——转数
2. 必要转矩=负载转矩*2
负载转矩=丝杆驱动:Tl=[(F*P1/2*pi*η) (μoFoP1/2pi)]/i
F=F1 mg(sinα μcosα)
皮带轮驱动:
Tl=[(μF1 mg)*D/2*pi*η)/2*i
齿轮,小齿条传动:
Tl=(F*pi*D /2*pi*η*i)=( F*D /2*η*i)
F=F1 mg(sinα μcosα)
实测:Tl=F1*D/2
3. 全惯性惯量≤永许惯量=J*i 的平方
电动机选型比较法:
钳形电流表测量比较低于额定电流 70%为大马拉小车
钳形电流表测量比较高于额定电流 40%为小马拉大车
分割器扭矩计算方法
分割数:S=8
驱动时间 1/3;定位时间 2/3
驱动角 θ=360*驱动时间/(驱动时间 定位时间)=120°
回转数 N:N=60rpm
效率:η
凸轮系改良之正玄曲线
最大非向性速度 Vm=1.76
最大非向性加速度 Am=5.53
凸轮轴最大扭力系数 Qm=0.99
出力轴最大角加速度 α=Am*(2PI/S)*[(360/θ)*(N/60)]的平方
惯性扭矩 Ti=I*α I 为全惯性惯量
实际负载扭矩 Te=(Ti Tf)*1.8 Tf 为摩擦转矩
入立轴转矩:Tc=[360/(θ*S)]*Qm*Te
功率 P=(Tc*N)/(9750*η)
风扇选定公式 :
Po=η(Po Pl)
Pl=[Po(1-η)/ η]=1071W
必要风速;
Q=m*cp*(T-Ta)=ρv*cp*(T-Ta)
V=Q/ρ*cp*(T-Ta)=[1071/1.1*1000*(60-30)]
=0.032[米立方/s]
=1.92[米立方/min]
最大风速为 V1=V*(1.5~2)
空气密度 ρ=1.1
空气比热 cp =1000
惯性惯量计算公式
圆柱体:
Jx=1/8*m*D 的平方=pi*ρ*L*D 的四次方
Jy=1/4*m[(D 的平方/4) (L 的平方/3)]
偏心圆柱体:
JX= Jx m*L 的平方
中空圆柱体:
Jx=1/8*m*(D1 的平方 D2 的平方)=[pi*ρ*L*(D1 的四次方- D2 的四次方)/32]
Jy=1/4*m{[(D1 的平方 D2 的平方)/4] (L 的平方/3)}
立方体:
Jx=1/12*m*(A 的平方 B 的平方)=1/12*ρ*A*B*C*(A 的平方 B 的平方)
Jy=1/12*m*(B 的平方 C 的平方)=1/12*ρ*A*B*C*(B 的平方 C 的平方)
不通过重心的转轴之惯性惯量:
JX= Jxo m*L 的平方
=1/12*ρ*A*B*C*(A 的平方 B 的平方 12L 的平方)
直线运动物体惯性惯量:
J=m*(v/w)的平方
=m*(A/2pi)的平方[kg.平方米]
减小累计误差方法:
1.模数减小;2 加工精度;3 增加传动齿轮数。
传动比=主传动齿数比/从动齿数比=起始齿轮齿数*连轴末齿轮/最末齿轮齿数*连轴起齿数
直齿(径向力):外直齿,内直齿(在同一轴上改变转动方向)
参数:模数,齿数,压力角
斜齿轮(轴向,径向力):
参数:模数,齿数,压力角,螺旋方向,螺旋角m=z/cosθ
参数:大端分度圆直径,齿数,大端模数,分锥角 θ
蜗杆:模数,蜗杆头数,齿形角,导程角,旋线方向,中心距
蜗轮:模数,蜗杆头数,齿形角,中心距
同步轮:P 节距
丝杆:外径,螺旋方向,螺距
链轮:节距 P,齿数 Z,滚子直径 d,链高 H2
分度圆直径:d=P/sin(180/Z)
齿顶圆:dmax=d 1.25*p-d1
齿根圆:dmin=d-d1
凸缘直径:dt=p*cot(180/z)-1.04H2-0.76
链条:节距,内节内宽,滚子直径,销直径,销长,链高,链厚
3.轴,轴承运用
无内环针型滚柱轴承
角力球轴承
推力球轴承
轴承的按装方法:
1.衬盖,衬套,端盖
2.单板承载——衬套,加内套调节
3.轴承夹紧
4.滚筒部件组装
5.气动离合器,弹簧离合器
6.磁粉制动器,电磁制动器
7.皮带打滑,零件打滑
8.轴承做滚子用
4.运动机构
凸轮(板形,柱形),偏心轮(重型利用惯性,一半大,一半小),曲轴
槽杆,撑杆,铰链四杆机构(自由度,急回特性)
丝杆,齿轮齿条(定距控制)
滑轮,皮带,链条(任意方向控制)
联轴器
离合器:插销离合器,齿合离合器,牙嵌式离合器,摩擦式离合器,电磁离合器,电气离合器,凸轮与齿轮多转离合,凸轮单转离合
弹簧:拉伸,压缩,扭转,涡漩,转角
齿轮,链轮,带轮
间歇机构:气动,滚珠,棘轮(棘爪,双棘爪,可调棘爪,摇摆棘爪),槽轮(外槽,内槽,空间
槽轮),部分齿轮(外齿,内齿),凸轮
5.夹具(圆盘上,边缘,产品夹具)
1.凸轮,偏心轮,曲轴(自身,自身 弹簧,凸轮压紧),连杆,齿轮齿条
2.弹簧 内六角螺丝;弹力胶
3.摆动 螺丝锁紧
摆动 弹簧 螺丝锁紧
摆动 涡轮涡杆(正向转动,防止震动)
4.直线 压紧轮
直线直接压紧
连接件:蝶形螺丝,梅花螺丝,旋扭螺丝,调位手柄,球头手柄,六角螺母
6.调节
滑块滑动(X,Y 方向同时调节),摆动,螺母调节,螺母左右调节
丝杆调节,丝杆 旋扭,丝杆 直线凸轮
偏心轮,凸轮,曲轴
齿轮齿条,蜗轮蜗杆
齿轮在两块调节板之间
调节件:蝶形螺丝,梅花螺丝,旋扭螺丝,调位手柄,球头手柄,六角螺母
摇手,表盘摇手等
调节尺度:直尺 千分尺
调节旋扭 调节直尺
百分表(千分表) 分度盘