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標(biāo)題: 梯形絲杠頂升機(jī)構(gòu)負(fù)載問(wèn)題 [打印本頁(yè)]

作者: Dreaming___snai    時(shí)間: 2023-12-25 16:04
標(biāo)題: 梯形絲杠頂升機(jī)構(gòu)負(fù)載問(wèn)題
下圖為一種AGV常用頂升機(jī)構(gòu),螺母安裝在底盤(pán)上,有定位止口
現(xiàn)各零部件選型如下:
1、伺服電機(jī)200瓦,額定扭矩0.64NM,配行星減速機(jī)速比20
2、梯形絲杠直徑40,導(dǎo)程6mm
3、主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪齒數(shù)一樣
我自己計(jì)算的絲杠效率是25%(僅做參考),請(qǐng)大家?guī)臀曳治鲆幌?,這個(gè)配置下它的最大頂升負(fù)載有多少?

作者: 呵呵hahei    時(shí)間: 2023-12-25 16:21
坐等大佬
作者: pengzhiping    時(shí)間: 2023-12-25 16:23
螺距和上升速度 給一下  

這樣就可以計(jì)算
作者: Dreaming___snai    時(shí)間: 2023-12-25 16:41
pengzhiping 發(fā)表于 2023-12-25 16:23
螺距和上升速度 給一下  

這樣就可以計(jì)算

螺距是6mm,速度可調(diào),就按12mm/s吧

作者: DaedraMech    時(shí)間: 2023-12-25 16:43
勻速運(yùn)行狀態(tài)下:
由F·dh=η·τ·dθ
得F=η·τ/(dh/dθ)
其中:
η為整個(gè)傳動(dòng)鏈的機(jī)械效率(包括你的齒輪、軸承、減速機(jī)等),假設(shè)取15%;
τ取電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩640mNm;
dh/dθ為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)單位弧度使負(fù)載提升的高度,其值為:
dh/dθ=6/(2Π·20)=0.047746mm/rad
于是F=0.15·640/0.0477=2010.6N

作者: 喂我袋鹽    時(shí)間: 2023-12-25 17:01
3個(gè)梯形絲桿?不怕憋死?
作者: Dreaming___snai    時(shí)間: 2023-12-25 17:10
喂我袋鹽 發(fā)表于 2023-12-25 17:01
3個(gè)梯形絲桿?不怕憋死?

結(jié)構(gòu)沒(méi)問(wèn)題,如果安裝基準(zhǔn)面加工精度不夠的話可能會(huì)憋

作者: 喂我袋鹽    時(shí)間: 2023-12-25 17:12
Dreaming___snai 發(fā)表于 2023-12-25 17:10
結(jié)構(gòu)沒(méi)問(wèn)題,如果安裝基準(zhǔn)面加工精度不夠的話可能會(huì)憋

磨損之后呢

作者: Dreaming___snai    時(shí)間: 2023-12-25 17:20
喂我袋鹽 發(fā)表于 2023-12-25 17:12
磨損之后呢

是銅螺母磨損嗎?首先這種結(jié)構(gòu)用在AGV小車上,動(dòng)作頻率很低;其次是用在豎直舉升,相當(dāng)于有預(yù)壓或者堪稱背壓,磨損后也不會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)問(wèn)題;再者銅螺母的磨損是不可避免的,如果磨損比較嚴(yán)重影響功能性了就更換螺母就行了

作者: Dreaming___snai    時(shí)間: 2023-12-25 17:29
DaedraMech 發(fā)表于 2023-12-25 16:43
勻速運(yùn)行狀態(tài)下:
由F·dh=η·τ·dθ
得F=η·τ/(dh/dθ)

您這是從做功的角度計(jì)算的,跟我用扭矩計(jì)算的差不多,我設(shè)計(jì)舉升力就是200公斤

作者: DaedraMech    時(shí)間: 2023-12-25 17:35
本帖最后由 DaedraMech 于 2023-12-25 17:37 編輯
Dreaming___snai 發(fā)表于 2023-12-25 17:29
您這是從做功的角度計(jì)算的,跟我用扭矩計(jì)算的差不多,我設(shè)計(jì)舉升力就是200公斤

是的,另外我比較感興趣的是,一組絲桿螺母的效率很容易獲知,減速機(jī)+絲桿螺母“串聯(lián)”使用作為一個(gè)整體的效率也可以通過(guò)連乘計(jì)算;但3組絲桿螺母“并聯(lián)”使用時(shí),其作為一個(gè)整體,效率要如何計(jì)算呢?

作者: 及上開(kāi)    時(shí)間: 2023-12-25 18:36
0.64*20*2*3.14/0.006*0.25=3349.3N
作者: Dreaming___snai    時(shí)間: 2023-12-25 23:04
DaedraMech 發(fā)表于 2023-12-25 17:35
是的,另外我比較感興趣的是,一組絲桿螺母的效率很容易獲知,減速機(jī)+絲桿螺母“串聯(lián)”使用作為一個(gè)整體 ...

明確告訴您,事實(shí)證明,效率大幅降低

作者: Dreaming___snai    時(shí)間: 2023-12-25 23:06
及上開(kāi) 發(fā)表于 2023-12-25 18:36
0.64*20*2*3.14/0.006*0.25=3349.3N

沒(méi)毛病,開(kāi)始我也是這么算的

作者: spf19910220    時(shí)間: 2023-12-26 10:26
及上開(kāi) 發(fā)表于 2023-12-25 18:36
0.64*20*2*3.14/0.006*0.25=3349.3N

老鐵,敢不敢給個(gè)單位,做下說(shuō)明

作者: 20080646    時(shí)間: 2023-12-26 10:43
spf19910220 發(fā)表于 2023-12-26 10:26
老鐵,敢不敢給個(gè)單位,做下說(shuō)明

電機(jī)扭矩*減速比*絲桿直徑*3.14/絲桿導(dǎo)程*傳動(dòng)效率,其中絲桿直徑*3.14/絲桿導(dǎo)程相當(dāng)于絲桿的增力倍數(shù)。這樣應(yīng)該明白了吧?

作者: 20080646    時(shí)間: 2023-12-26 10:48
0.25的絲桿效率,不止吧
作者: Dreaming___snai    時(shí)間: 2023-12-26 11:01
20080646 發(fā)表于 2023-12-26 10:48
0.25的絲桿效率,不止吧

您是覺(jué)得高了還是低了?

作者: 20080646    時(shí)間: 2023-12-26 11:16
Dreaming___snai 發(fā)表于 2023-12-26 11:01
您是覺(jué)得高了還是低了?

低了

作者: Dreaming___snai    時(shí)間: 2023-12-26 11:18
20080646 發(fā)表于 2023-12-26 11:16
低了

帶自鎖的梯形絲杠效率值都很低,不會(huì)高于40%

作者: 中年大叔啦    時(shí)間: 2023-12-26 11:19
20080646 發(fā)表于 2023-12-26 11:16
低了

沒(méi)有低吧,梯形絲杠效率差不多就這樣了,滾珠絲杠效率才會(huì)比較高

作者: lcl2094    時(shí)間: 2023-12-26 15:46
20080646 發(fā)表于 2023-12-26 10:48
0.25的絲桿效率,不止吧

這個(gè)0.25不只是絲桿的效率,是整個(gè)系統(tǒng)的效率。如果單純說(shuō)絲桿效率0.25,我也會(huì)覺(jué)得低了。

作者: 喂我袋鹽    時(shí)間: 2023-12-26 20:34
Dreaming___snai 發(fā)表于 2023-12-25 17:10
結(jié)構(gòu)沒(méi)問(wèn)題,如果安裝基準(zhǔn)面加工精度不夠的話可能會(huì)憋

不能中央一個(gè)頂升機(jī)構(gòu)嗎?看你的中央布置了一個(gè)電機(jī)。

作者: Dreaming___snai    時(shí)間: 2023-12-26 21:53
喂我袋鹽 發(fā)表于 2023-12-26 20:34
不能中央一個(gè)頂升機(jī)構(gòu)嗎?看你的中央布置了一個(gè)電機(jī)。

中間位置被占了,而且設(shè)計(jì)需要把載荷在底盤(pán)上分布開(kāi),不能集中于一點(diǎn),這樣的話整體剛性更好

作者: UG770880    時(shí)間: 2023-12-30 11:17

謝謝分享!
作者: oy666    時(shí)間: 2024-1-4 14:51
以下是AI計(jì)算結(jié)果:為了分析這個(gè)配置下的最大頂升負(fù)載,我們需要考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵因素:伺服電機(jī)的額定扭矩、行星減速機(jī)的速比、梯形絲杠的參數(shù)以及你提供的絲杠效率。下面我將逐步進(jìn)行計(jì)算和分析。

1. 伺服電機(jī)和減速機(jī)
伺服電機(jī)額定扭矩:0.64 NM
行星減速機(jī)速比:20

經(jīng)過(guò)減速機(jī)后,輸出扭矩將放大20倍,即: (T_{\text{out}} = 0.64 , \text{NM} \times 20 = 12.8 , \text{NM})

2. 梯形絲杠
直徑:40 mm
導(dǎo)程:6 mm
速度:12 mm/s

梯形絲杠的導(dǎo)程角 (\phi) 可以通過(guò)以下公式計(jì)算: (\tan(\phi) = \frac{\text{導(dǎo)程}}{\pi \times \text{直徑}}) (\tan(\phi) = \frac{6 , \text{mm}}{\pi \times 40 , \text{mm}}) (\phi \approx 2.86^\circ) (這里我們使用了小角度近似,因?yàn)閷?dǎo)程角很?。?br />
然后,我們可以計(jì)算絲杠的傳動(dòng)效率。雖然你提供了25%作為參考,但這個(gè)值可能需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。傳動(dòng)效率受到多種因素的影響,包括絲杠的制造質(zhì)量、潤(rùn)滑條件等。這里我們暫時(shí)接受你提供的25%作為傳動(dòng)效率。

3. 最大頂升負(fù)載計(jì)算

最大頂升負(fù)載 (F_{\text{max}}) 可以通過(guò)以下公式計(jì)算: (F_{\text{max}} = \frac{T_{\text{out}} \times \eta}{r}) 其中,(\eta) 是傳動(dòng)效率(0.25),(r) 是絲杠的半徑(20 mm 或 0.02 m)。

將已知數(shù)值代入公式: (F_{\text{max}} = \frac{12.8 , \text{NM} \times 0.25}{0.02 , \text{m}}) (F_{\text{max}} = 1600 , \text{N})

因此,在這個(gè)配置下,最大頂升負(fù)載大約為1600 N。請(qǐng)注意,這個(gè)結(jié)果基于你提供的傳動(dòng)效率,實(shí)際應(yīng)用中可能需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。同時(shí),還需要考慮其他因素,如系統(tǒng)的剛性、穩(wěn)定性以及可能的機(jī)械振動(dòng)等。
作者: Dreaming___snai    時(shí)間: 2024-1-4 15:17
oy666 發(fā)表于 2024-1-4 14:51
以下是AI計(jì)算結(jié)果:為了分析這個(gè)配置下的最大頂升負(fù)載,我們需要考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵因素:伺服電機(jī)的額定扭矩 ...

大哥,復(fù)合型人才啊,程序也會(huì)寫(xiě)。但是這個(gè)力F的計(jì)算公式看不太明白,能用數(shù)學(xué)公式表達(dá)一下嗎

作者: DaedraMech    時(shí)間: 2024-1-4 18:02
Dreaming___snai 發(fā)表于 2024-1-4 15:17
大哥,復(fù)合型人才啊,程序也會(huì)寫(xiě)。但是這個(gè)力F的計(jì)算公式看不太明白,能用數(shù)學(xué)公式表達(dá)一下嗎

這里是LaTex代碼,可以直接復(fù)制到word里進(jìn)行LaTex公式轉(zhuǎn)換:
(, 下載次數(shù): 415)
下面是轉(zhuǎn)換結(jié)果,顯然AI對(duì)力學(xué)的理解還有待提高。。。
(, 下載次數(shù): 425)

作者: Dreaming___snai    時(shí)間: 2024-1-5 09:19
DaedraMech 發(fā)表于 2024-1-4 18:02
這里是LaTex代碼,可以直接復(fù)制到word里進(jìn)行LaTex公式轉(zhuǎn)換:

下面是轉(zhuǎn)換結(jié)果,顯然AI對(duì)力學(xué)的理解還有 ...

老哥,頂升負(fù)載力F的計(jì)算公式好像不對(duì)啊,F(xiàn)=T/r算出來(lái)的是絲桿的切向力,頂升力應(yīng)該是F=(T*2Π)/Pb吧,Pb是螺距

作者: 汪元真110    時(shí)間: 2024-1-16 16:57

我感覺(jué)25%效率高了,因?yàn)樘菪谓z桿有自鎖,一般帶自鎖效率低于30%,然后你三個(gè)絲桿,還有其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu),效率更低,估計(jì)在20%或者更低

作者: Dreaming___snai    時(shí)間: 2024-1-16 17:18
汪元真110 發(fā)表于 2024-1-16 16:57
我感覺(jué)25%效率高了,因?yàn)樘菪谓z桿有自鎖,一般帶自鎖效率低于30%,然后你三個(gè)絲桿,還有其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu),效 ...

不過(guò),實(shí)際中可能10%-15%





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