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標題: 梯形絲杠頂升機構(gòu)負載問題 [打印本頁]

作者: Dreaming___snai    時間: 2023-12-25 16:04
標題: 梯形絲杠頂升機構(gòu)負載問題
下圖為一種AGV常用頂升機構(gòu),螺母安裝在底盤上,有定位止口
現(xiàn)各零部件選型如下:
1、伺服電機200瓦,額定扭矩0.64NM,配行星減速機速比20
2、梯形絲杠直徑40,導程6mm
3、主動齒輪和從動齒輪齒數(shù)一樣
我自己計算的絲杠效率是25%(僅做參考),請大家?guī)臀曳治鲆幌拢@個配置下它的最大頂升負載有多少?

作者: 呵呵hahei    時間: 2023-12-25 16:21
坐等大佬
作者: pengzhiping    時間: 2023-12-25 16:23
螺距和上升速度 給一下  

這樣就可以計算
作者: Dreaming___snai    時間: 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  

這樣就可以計算

螺距是6mm,速度可調(diào),就按12mm/s吧

作者: DaedraMech    時間: 2023-12-25 16:43
勻速運行狀態(tài)下:
由F·dh=η·τ·dθ
得F=η·τ/(dh/dθ)
其中:
η為整個傳動鏈的機械效率(包括你的齒輪、軸承、減速機等),假設(shè)取15%;
τ取電機額定轉(zhuǎn)矩640mNm;
dh/dθ為電機轉(zhuǎn)動單位弧度使負載提升的高度,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    時間: 2023-12-25 17:01
3個梯形絲桿?不怕憋死?
作者: Dreaming___snai    時間: 2023-12-25 17:10
喂我袋鹽 發(fā)表于 2023-12-25 17:01
3個梯形絲桿?不怕憋死?

結(jié)構(gòu)沒問題,如果安裝基準面加工精度不夠的話可能會憋

作者: 喂我袋鹽    時間: 2023-12-25 17:12
Dreaming___snai 發(fā)表于 2023-12-25 17:10
結(jié)構(gòu)沒問題,如果安裝基準面加工精度不夠的話可能會憋

磨損之后呢

作者: Dreaming___snai    時間: 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,動作頻率很低;其次是用在豎直舉升,相當于有預壓或者堪稱背壓,磨損后也不會出現(xiàn)晃動問題;再者銅螺母的磨損是不可避免的,如果磨損比較嚴重影響功能性了就更換螺母就行了

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

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

作者: DaedraMech    時間: 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算的,跟我用扭矩計算的差不多,我設(shè)計舉升力就是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+絲桿螺母“串聯(lián)”使用作為一個整體的效率也可以通過連乘計算;但3組絲桿螺母“并聯(lián)”使用時,其作為一個整體,效率要如何計算呢?

作者: 及上開    時間: 2023-12-25 18:36
0.64*20*2*3.14/0.006*0.25=3349.3N
作者: Dreaming___snai    時間: 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+絲桿螺母“串聯(lián)”使用作為一個整體 ...

明確告訴您,事實證明,效率大幅降低

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

沒毛病,開始我也是這么算的

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

老鐵,敢不敢給個單位,做下說明

作者: 20080646    時間: 2023-12-26 10:43
spf19910220 發(fā)表于 2023-12-26 10:26
老鐵,敢不敢給個單位,做下說明

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

作者: 20080646    時間: 2023-12-26 10:48
0.25的絲桿效率,不止吧
作者: Dreaming___snai    時間: 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

您是覺得高了還是低了?

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

低了

作者: Dreaming___snai    時間: 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,不會高于40%

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

沒有低吧,梯形絲杠效率差不多就這樣了,滾珠絲杠效率才會比較高

作者: lcl2094    時間: 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0.25不只是絲桿的效率,是整個系統(tǒng)的效率。如果單純說絲桿效率0.25,我也會覺得低了。

作者: 喂我袋鹽    時間: 2023-12-26 20:34
Dreaming___snai 發(fā)表于 2023-12-25 17:10
結(jié)構(gòu)沒問題,如果安裝基準面加工精度不夠的話可能會憋

不能中央一個頂升機構(gòu)嗎?看你的中央布置了一個電機。

作者: Dreaming___snai    時間: 2023-12-26 21:53
喂我袋鹽 發(fā)表于 2023-12-26 20:34
不能中央一個頂升機構(gòu)嗎?看你的中央布置了一個電機。

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

作者: UG770880    時間: 2023-12-30 11:17

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

1. 伺服電機和減速機
伺服電機額定扭矩:0.64 NM
行星減速機速比:20

經(jīng)過減速機后,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
導程:6 mm
速度:12 mm/s

梯形絲杠的導程角 (\phi) 可以通過以下公式計算: (\tan(\phi) = \frac{\text{導程}}{\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,因為導程角很小)

然后,我們可以計算絲杠的傳動效率。雖然你提供了25%作為參考,但這個值可能需要根據(jù)實際情況進行調(diào)整。傳動效率受到多種因素的影響,包括絲杠的制造質(zhì)量、潤滑條件等。這里我們暫時接受你提供的25%作為傳動效率。

3. 最大頂升負載計算

最大頂升負載 (F_{\text{max}}) 可以通過以下公式計算: (F_{\text{max}} = \frac{T_{\text{out}} \times \eta}{r}) 其中,(\eta) 是傳動效率(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,在這個配置下,最大頂升負載大約為1600 N。請注意,這個結(jié)果基于你提供的傳動效率,實際應(yīng)用中可能需要根據(jù)實際情況進行調(diào)整。同時,還需要考慮其他因素,如系統(tǒng)的剛性、穩(wěn)定性以及可能的機械振動等。
作者: Dreaming___snai    時間: 2024-1-4 15:17
oy666 發(fā)表于 2024-1-4 14:51
以下是AI計算結(jié)果:為了分析這個配置下的最大頂升負載,我們需要考慮以下幾個關(guān)鍵因素:伺服電機的額定扭矩 ...

大哥,復合型人才啊,程序也會寫。但是這個力F的計算公式看不太明白,能用數(shù)學公式表達一下嗎

作者: DaedraMech    時間: 2024-1-4 18:02
Dreaming___snai 發(fā)表于 2024-1-4 15:17
大哥,復合型人才啊,程序也會寫。但是這個力F的計算公式看不太明白,能用數(shù)學公式表達一下嗎

這里是LaTex代碼,可以直接復制到word里進行LaTex公式轉(zhuǎn)換:
(, 下載次數(shù): 414)
下面是轉(zhuǎn)換結(jié)果,顯然AI對力學的理解還有待提高。。。
(, 下載次數(shù): 424)

作者: Dreaming___snai    時間: 2024-1-5 09:19
DaedraMech 發(fā)表于 2024-1-4 18:02
這里是LaTex代碼,可以直接復制到word里進行LaTex公式轉(zhuǎn)換:

下面是轉(zhuǎn)換結(jié)果,顯然AI對力學的理解還有 ...

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

作者: 汪元真110    時間: 2024-1-16 16:57

我感覺25%效率高了,因為梯形絲桿有自鎖,一般帶自鎖效率低于30%,然后你三個絲桿,還有其他傳動機構(gòu),效率更低,估計在20%或者更低

作者: Dreaming___snai    時間: 2024-1-16 17:18
汪元真110 發(fā)表于 2024-1-16 16:57
我感覺25%效率高了,因為梯形絲桿有自鎖,一般帶自鎖效率低于30%,然后你三個絲桿,還有其他傳動機構(gòu),效 ...

不過,實際中可能10%-15%





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