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各位大神,这种单螺旋传动机构怎么选电机以及怎么计算螺杆的受力分析

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发表于 2020-4-22 00:01:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
各位大神,这种单螺旋传动机构怎么选电机驱动螺杆,以及怎么计算螺杆的受力分析
QQ图片20200421235737.png
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发表于 2020-4-22 07:47:12 | 显示全部楼层
这结构,恐怕动不了。可以选用机械臂成品,MISUMI等手册里翻找。
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发表于 2020-4-22 11:34:06 | 显示全部楼层
第一:理想算法就是输入功=输出功。就是功率平衡,螺杆转一圈和移动走一段距离所做的功是相等的。

第二:上面说了是理想算法,由于摩擦 加工精度和移动部件自身的重力此时需要减去一些余量或者系数。滚珠丝杆比T型螺杆传动效率高。至于传动效率多少可查看相关手册。


第三:对于这种偏心的 要考虑失稳 和偏载所造成的附加外力。虽然有两个导向的 但多少会有侧向力,造成功率损失。
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发表于 2020-4-22 20:13:05 | 显示全部楼层
计算公式为,推力F=2*T*d2*tan(ρ‘+λ)
其中
T--扭矩
d2--螺纹中径
ρ‘--当量摩擦角 =atan(f/α/2)f是摩擦系数 α是螺纹尖角
λ--导程角 =atan(p/(π*d2))<ρ‘(当量摩擦角)
这种机构都双柱导向,单根导柱移动会不顺畅!
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 楼主| 发表于 2020-4-22 21:36:20 | 显示全部楼层
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发表于 2020-4-22 22:17:48 | 显示全部楼层
pengzhiping 发表于 2020-4-22 11:34
第一:理想算法就是输入功=输出功。就是功率平衡,螺杆转一圈和移动走一段距离所做的功是相等的。

第二 ...

不考虑摩擦力时用功率平衡是最简单的计算电机功率的方法,计算出来除以机械效率就可以。

点评

对的 初步简化计算是可以的。  发表于 2020-4-23 15:16
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发表于 2020-4-23 22:54:09 | 显示全部楼层
前面几位都已经回答到关键点了。
这个机构,如果不去分析细节,是没法计算的,因为理想情况下(公差为0,绝对刚体)导杆几乎不会产生摩擦力,但你展示地设计恰恰对公差,刚度以及几何关系非常敏感,所以现实中阻力的不确定度是很大的。
我举例说明一下,这种机构其实存在一个非常大的隐藏缺陷,假如我现在忽略较近的那根导柱,然后以离得较远的那根导轨做受力分析,就会发现存在一种情况,让你无论用多大的力都无法移动这个滑台。假设滑台沿导柱方向厚度为t,螺杆和导柱的中心距为L,导柱和滑台间的摩擦系数μ,那么当μ>t/2L,或者说L>t/2μ时,就会出现“自锁”现象,即无论螺杆给滑台多大的驱动力,都无法克服摩擦力。下面是证明过程:
截图20200423224716.png
请注意,这里还没有出现任何公差相关的问题,那我为什么说公差也很关键呢?现在我们引入第二根导柱,就会发现,要想出现刚才提到的“自锁”现象,还必须满足一个条件,滑台最终的偏转角要达到刚才提到的单柱配合时的偏转角(即孔两侧都与导柱接触)。然而从表面看这种情况貌似并不会出现,因为在两根导柱中心距保持固定的情况下,滑台偏转一般会先导致两孔的外侧(或内测)分别碰到两根导柱,这个偏转远小于单柱配合时的偏转角。但是,有两个例外,一是当一侧的间隙远大于另一侧时(间隙大到没起到约束作用),就可能存在这种情况;此外,请不要忘了我一开始还提到一个因素,那就是刚度,当导柱的刚度不足时,它们就不足以阻止滑台继续偏转,所以仍然可能存在自锁的风险。
捕获.JPG
上面说了这么多,一直在讲极限状态,但我其实是想说明,这个负载是跟所有上述提到的因素相关的,要想精确计算是相当麻烦的一件事,不过如果定性来看,你会发现一些减小摩擦阻力的措施,比如减小导柱与螺杆的间距,比如增加滑台的厚度,比如在导柱上涂油以减小摩擦系数,又或者增强导柱的刚度等。总之,遇到类似的问题,分析它的运动状态,列出所有可能产生阻力的因素,然后用工程力学去求解它,希望对你有所启发。

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发表于 2020-4-26 12:45:13 | 显示全部楼层
远祥 发表于 2020-4-22 20:13
计算公式为,推力F=2*T*d2*tan(ρ‘+λ)
其中
T--扭矩

你好,我有些机械设计受力分析方面的问题需要咨询,请多多赐教啊。我的QQ是554655803,请与我联系,谢谢
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