四自由度棒料搬運機械手畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-22 05:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 S=35m/s所以絲桿轉(zhuǎn)速 (7) 0w=S/L356 .8r/(rin)?回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩： Mc=Mga+Mf (8)式中：M c ——機械手手臂升降相對絲桿的回轉(zhuǎn)力矩 ； Mf ——機械手手臂升降相對絲桿的摩擦阻力矩 ；Mga——機械手手臂升降在停止（制動）過程中相對與絲桿的慣性力矩 ；其中： ， twJMga0?(9) 式中： ——手臂升降啟動或制動過程中角速度的變化量，也就是工作的角速度：w； (10))/()/( sradr????? tA——手臂升降啟動或制動的時間：本設(shè)計取為 ；.t——手臂升降時各部件對回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量 ，0J )(2kgm其中： (13)SldJ?? 式中： ——絲桿對其轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動慣量 ，s )(2 其中： (11)式中： ——絲桿的公稱直徑由前計算得 ()mD? ——絲桿的長度本設(shè)計取為 (m)L 代入得： ()sJkg???? ——升降電機與絲桿間的聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量lJ 2s J=(kg)? 查機械設(shè)計手冊(軟件版) 得；12 ——步進電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量dJ ()dJkgm?? 查機電綜合設(shè)計指導(dǎo)書表 218 得；代入得：J 0=JS+Jl+Jd 2=.137+()kgm?把以上代入 得： (12)twJMga0??? .4()N?其中： ； /2mfMGD?(13) 式中： G——手臂的自重約為 200N f——絲桿螺母副與絲桿間的摩擦系數(shù) f= 查機械設(shè)計手冊(軟件版) 得代入得： (14)/2mfMD?()N?? 得： M c=Mga+Mf ()??電機與絲桿直接聯(lián)接所以 i=1；所以 ()ipcMNm?? 34/lwrads?上式中： ——負載峰值轉(zhuǎn)速（rad/s） ，如上計算 ： ；lp (/)lprads?? ——負載峰值力矩（ ） ，如上計算：lp N0iMNm?電動機的功率計算式： (15)lpmP????13上式中： ——計算系數(shù)，其中一般 ，本設(shè)計中?。?；??2?? ——絲桿傳動裝置的效率，一般取 ，本設(shè)計中?。?；??代入以上數(shù)據(jù)得： (16)lpmMP???? ()W?根據(jù)負載峰值力矩 Mlp≤最大靜轉(zhuǎn)矩，選用步矩角為 3 186。 步進電機 75BF003，其最大靜轉(zhuǎn)矩為 ，滿足負載峰值力矩 Mlp≤ 電機參數(shù)表 2Table2 Motor parameter table 電機型號相數(shù) 步距角/（176。）電壓/V最大靜轉(zhuǎn)矩/Nm(Kgfcm)最高空載啟動頻 率/HZ運行頻率/HZ轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量10 Kgm5?2分配方式質(zhì)量/Kg75BF003 3 3 30 0．882（9） 1250 16000 1．568 三相六拍1．58 機械手底座回轉(zhuǎn)驅(qū)動電動機的選擇機械手機身安裝在底座上所以底座作旋轉(zhuǎn)時將手臂與機身一起旋轉(zhuǎn)機械手底座轉(zhuǎn)速： 設(shè)計選取為 即旋轉(zhuǎn) 1800的時間為 3s；10/minr???回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩： (17) cgafM?式中： ——機械手整體相對底座回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)力矩 ；cM f ——機械手整體相對底座回轉(zhuǎn)軸的摩擦阻力矩 ；——機械手底座在停止（制動）過程中相對與絲桿的慣性力矩 ；ga其中： ， twJMga0?(18) 式中： ——底座旋轉(zhuǎn)在啟動或制動過程中角速度的變化量，也就是工作角速度：w14；)/(2min)/(10sradrw????? ——底座旋轉(zhuǎn)啟動或制動的時間：本設(shè)計中 ；t ( ? —— 與 的轉(zhuǎn)化系數(shù)： ，本設(shè)計中取fMga ??? ——手臂、機身、轉(zhuǎn)軸對底座旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量0J )(2kgm 由于本機械手是一個不規(guī)則，不均勻的回轉(zhuǎn)體,所以算得在選用電機時相應(yīng)把最大靜轉(zhuǎn)矩要求提高來選擇。 (19)2 22??????式中： ——手臂無氣爪邊的質(zhì)量（kg） ，本機械手為 ；1 kgm15?——手臂有氣爪邊的質(zhì)量（kg） ，本機械手為 ；2 2其中： 手臂的質(zhì)量，手臂兩邊都看作長桿來計算轉(zhuǎn)動慣量；21m?——機身的質(zhì)量（ kg） ，本機械手為 ； 3mkg03? 其中： 的轉(zhuǎn)動慣量看作均勻圓柱體來計算；3 ——與 相對應(yīng)的長度（m） 。321,r21,把以上數(shù)據(jù)代入得： (20))(Mgaf ???? (21))(6..fgac ??底座電機通過諧波減速器連接轉(zhuǎn)動軸，偕波減速器傳動比為 i=100。所以： (22))( ???.4./lp rads???15上式中： ——負載峰值轉(zhuǎn)速（rad/s） ，如上計算 ： ；lpw (/)lprads?? ——負載峰值力矩（ ） ，如上計算：lpM)(mN?3iMNm?電動機功率的計算公式式： (23) lpmP?????式中： ——步進電動機的功率（ W） ； mP ——負載峰值轉(zhuǎn)速（rad/s） ，由前計算 ： ；lp? (/)lprads?? ——負載峰值力矩（ ） ，由前計算：Mlp=（ ） ；lpM)(mN? mN? ——計算系數(shù)，其中一般 ，本設(shè)計中?。?；??2? ——底座傳動裝置的效率，估算為 ，本機械手取為： 。? ????根據(jù)負載峰值力矩 Mlp≤最大靜轉(zhuǎn)矩，選用步矩角為 3 186。 的步進電機 90BF003，其最大靜轉(zhuǎn)矩為 ，滿足要求。mN? 電機參數(shù)表 3Table3 Motor parameter table電機型號相數(shù) 步距角/（176。）電壓/V最大靜轉(zhuǎn)矩/Nm(Kgfcm)最高空載啟動頻 率/HZ運行頻率/HZ轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量10 Kgm5?2分配方式質(zhì)量/Kg90BF003 3 3 60 1．96（20） 1500 8000 17．64 三相六拍4．25 機械手各氣動件的設(shè)計計算 氣爪夾緊力的計算與氣爪的選擇 氣爪夾緊力要求16由設(shè)計任務(wù)書的要求氣爪連工件的重量為 5
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