基于plc自動換刀系統(tǒng)設(shè)計說明書(編輯修改稿)
2025-07-22 19:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ω3 = = 分度盤的角加速度為： α＝ =代入數(shù)據(jù)得：α＝ rad／s2 。刀具最大重量為8Kg；分度盤與刀庫輪轂質(zhì)量估計為15Kg；刀盤及圓盤罩蓋等總質(zhì)量估計為7Kg；故刀庫旋轉(zhuǎn)部件的總質(zhì)量M=30Kg；將整個旋轉(zhuǎn)部件等效為質(zhì)量均勻、半徑R為300mm的圓盤，則其轉(zhuǎn)動慣量 J = = Kgm2； T = Jα= ≈ 74 Nm(1)計算電動機輸出功率Pd按《常用機械傳動效率簡表》確定各部分效率為滾動軸承效率η2=，圓錐齒輪傳動效率η3=，彈性聯(lián)軸器效率η4=，卷筒軸滑動效率η5=，卷筒效率η6=。傳動裝置總效率為：η =η22η3η4η5η6 =0. 992=得出電動機輸出功率：Pd=≈（2）所需的驅(qū)動功率 刀盤的轉(zhuǎn)速為n1 = 178 r／min均角速度： ω=2πn／60 ，t1 = 18176。π／(180176。 ω)=； 可得到轉(zhuǎn)位過程中，分度盤的平均轉(zhuǎn)速： n= r／min；分度盤所需的驅(qū)動功率： Tmi= = ； 所選電機的輸出許用轉(zhuǎn)矩T應(yīng)該大于Tmiin .（3）確定電動機的轉(zhuǎn)速輸送機卷筒轉(zhuǎn)速：nw==≈ 一般可選用同步轉(zhuǎn)速1000r/min或1500r/min的電動機作為原動機。單級緣錐齒輪的傳動比范圍i2=2～3，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為nd’=nw i1’ i2’=(22～43)=～符合這一同步轉(zhuǎn)速范圍的有750r/min,1000r/min,1500r/min。選用750r/min同步轉(zhuǎn)速電機，則電機重量大、價格昂貴；1000r/min,1500r/min電機從重量、價格及傳動比等方面考慮，選用TY90S4型電動機。其相關(guān)參數(shù)如下：型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速軸徑中心高TY90S41500r/min42mm160mm（4）計算傳動裝置總傳動比i總===刀庫驅(qū)動轉(zhuǎn)矩最小應(yīng)為 T = 74 Nm；電機空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為n2=200 r／min；假設(shè)傳動效率為90%，則負(fù)載時電機輸出轉(zhuǎn)速為： n1=20090％ r／min=180 r／min；一個周期內(nèi)的轉(zhuǎn)位時間為： t1=162176。60／(360176。n1) = Sec ；一個周期內(nèi)的電機空轉(zhuǎn)時間。39。 t2 = 198176。60／(360176。n2 ) = Sec； 又 ω3=2πn3／60 ，t1 = 18176。／180176。π／ω ；故此時分度盤的轉(zhuǎn)速為: n3= 20 r／min ；減速電機傳遞到分度盤上的功率為: P1 = = Kw；減速電機傳遞到分度盤上的轉(zhuǎn)矩: T1 = = =86Nm＞74 Nm；所以，刀庫的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩滿足要求。錐齒輪是圓錐齒輪的簡稱，它用來實現(xiàn)兩相交軸之間的傳動,兩軸交角S稱為軸角，其值可根據(jù)傳動需要確定，一般多采用90176。如下圖：圖6 錐齒輪嚙合圖查表，取載荷系數(shù)K=，推薦齒寬系數(shù)ΨR=—,取ΨR=。小齒輪上的轉(zhuǎn)矩:T1===105Nmm（1）計算分度圓錐角δ1=arctan= arctan=176。δ2=90176。δ1=90176。176。=176。（2）計算當(dāng)量齒數(shù)Zv1===Zv2===（3）計算模數(shù)查的YF1=, YF2===，==＞，故將代入計算。 mm≥==（4）計算大端模數(shù)m ===查表取m=（5）計算分度圓直徑： d1=mZ1=17=d2=mZ2=46=(6)計算外錐距R===(7)計算齒寬：b=ΨRR==取b1=b2=35mm(8)計算齒輪的圓周速度齒寬中點處直徑：dm1=d1(1ΨR)=()=則圓周速度 ：v ===由表可知，選擇8級精度合適。（9）驗算輪齒彎曲疲勞強度σF1===[σF1]=129Mpa, σF1＜[σF1]，故安全。 根據(jù)工件機構(gòu)所需力的大小，考慮氣缸載荷率確定活塞桿上的推力與壓力，從而確定氣缸內(nèi)徑。氣缸由于其工作壓力較?。▇），一般在10000N以內(nèi)，輸出力過大其體積會太大，因此在 氣動設(shè)備上，應(yīng)盡量采用擴力機構(gòu)，以減小氣缸尺寸。初選氣缸類型為10A5系列氣缸，氣缸內(nèi)徑D=，活塞桿直徑d=，氣缸行程L=290，氣源氣壓p=，工作頻率較高。 驅(qū)動力校核 向左推力P = d2pη =632 = 467N 向右拉力Q =（D2d2）pη=394N 估計刀庫總重量M=70Kg，則橫向往復(fù)運動所需的驅(qū)動力 F =μMg =7010N=70N其中，μ是導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，；g是重力加速度，取10N／Kg。PF且QF，所以驅(qū)動力方面滿足設(shè)計要求 絲杠傳動工作臺總體設(shè)計方案的內(nèi)容包括工作臺尺寸設(shè)計、導(dǎo)軌設(shè)計、減速器的選擇、聯(lián)軸器和軸承的選擇以及直流電機的選擇。圖7 絲杠傳動工作臺圖 由于所要承受的負(fù)載的重量較小，并且導(dǎo)軌的行程比較小，所以根據(jù)負(fù)載的重量可設(shè)計矩形工作臺。由于工作臺的運動部件重量和工作載荷不大，故設(shè)計滑動直線導(dǎo)軌副，從而減小工作臺的摩擦系數(shù)，提高運動穩(wěn)定性。根據(jù)負(fù)載和工作臺及零部件的重量較小，所以選用的電機的功率較小，可選用普通的直流電機，結(jié)合絲杠的轉(zhuǎn)矩可選擇所需的電機。因為工作臺的水平行程比較小，絲杠的轉(zhuǎn)速比較小，結(jié)合電機的轉(zhuǎn)速較大，需選擇傳動比較大的減速器，又因為所需功率較小，則可選用同軸圓柱齒輪減速器。根據(jù)所選用的電機的轉(zhuǎn)軸的尺寸和減速器的蝸輪和蝸桿的尺寸，可以選擇合適的聯(lián)軸器。由于在轉(zhuǎn)動過程中，所受的軸向力比較小，主要承受徑向力，所以可選擇角接觸軸承。實物圖如下圖8所示： 結(jié)構(gòu)件圖如圖9所示：工作臺的相關(guān)參數(shù)設(shè)定為：材料：灰鑄鐵 HT200，密度ρ=長度╳寬度╳厚度：50╳60╳10+50╳35
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