变位机设计计算

变位机计算说明书

TRP-D200H

济南时代试金试验机有限公司

目录

1. 翻转台的电机与减速机选型计算 (2)

2. 旋转台的电机与减速机选型计算 (9)

1. 翻转台的电机与减速机选型计算

1.1 翻转台的电机计算

由SE 可以计算出翻转台的质量为116.3Kg ，则翻转台的转动惯量为：（自身）

2

2

2235684.207.01166.2m Kg m Kg ma J J Y •≈•=⨯+=+=翻

其中：Y J -为翻转台绕自身轴线的转动惯量，单位：Kgm 2

m-为翻转台的质量，单位：Kg

a- 为翻转台质心与转动中心的距离，单位：m

参照安川变位机翻转台的转动惯量，将本次设计翻转惯量定为50 Kgm2。 假定变位机上安放一200Kg 的圆环筒工件，圆筒外径R=0.5m ，内径r=0.44m ，由圆筒的惯量计算公式可计算该圆筒的高度，即h ，如图1.1.1：

()[]

()[]

2

2222

222148.0220022.025.0312200350148.02312⎪

⎭⎫ ⎝⎛++++=-⎪⎭

⎫

⎝⎛++++=h h h m h r R m J 圆筒

其中：m-为圆筒的质量，单位：Kg

R-为圆筒的外径，单位：m r- 为圆筒的内径，单位：m

0．148m-为变位工作台面到翻转中心的距离 整理可得：

01.376.297.662=-+h h

解得：h=0.56m

图1.1.1 翻转台回转示意图

则翻转台的重心位置(假定其它质量分布均匀)：

()() []

mm 30

.0

316

12

.0

1.7

3.9

5.8

065

.0

86

148

.0

2

56

.0 200

=

⨯

+

+

-

⨯

+

+

⨯

根据设计任务书，翻转台的转动速度为115°/s，假定加翻转台加、减速时间均为0.6s，翻转角度180°，则角加速度为：速度时间曲线如图1.1.2：

s

rad 345

.3180

6.0

115 =⨯

=πε

图1.1.2 速度时间曲线图图1.1.3 力矩时间曲线图

匀速阶段转动角度：

︒

=

⨯

︒

⨯

-

︒111

2

115

2

6.0

180

,

匀速阶段转动时间：

s

97

.0

115

111=

翻转台加、减速时的力矩：如图1.1.3

m N Gr

J M G ⋅=⨯+⨯=+=64130.02/3160345.3503,1ε 翻转台匀速时的力矩：

r

G J M G θεcos 2+=，

当︒=⨯=5.342/1156.0θ 时力矩最大m N M ⋅=390max 2。

则翻转台的平均力矩：

m N M m N M m N M N M ⋅=⋅=⋅=⋅=599195195m 599322211

()

m

N t t t M t M t M t M f ⋅=⨯+⨯=

++⋅+⋅+⋅=46417

.2195485.05996.02223

212

3

32

222

11

均

平均角速度：

s f /45.118017.2180=⨯=

π

ω均

翻转台的电机功率：

w

M W f f f 67345.1464=⨯=⨯=均均ω

考虑传动效率，

初选山洋伺服电机EMG-10ASA24,功率为1千瓦。

该电机的额定转矩为5.7Nm ，该轴的减速比为1i =153，则电机轴处实际的转

矩为：Nm

Nm i M f 7.503.3153/4641

≤==均

。

则该电机合适。

1.2 翻转台减速机选型计算

(1)通过前面计算电机功率时得到该轴减速机的的最大转矩为T1=599

m N ⋅平均转矩T2=195m N ⋅停止时最大转矩T3=599m N ⋅。

t1=t3=0.6s,t2=0.97 s.N1=N3=9r/min,N2=19r/min 其中t1,t3为加减速时的时间，t2为匀速时的时间；

N1,N3为加减速时的输出转速，N2为匀速时的输出转速；如图2.2.1

图2.2.1 转速时间曲线

将以上数值代入平均负载转矩公式：

Nm N

t N t N t T N t T N t T N t T m 4209

6.0199

7.096.096.01997.096.03

213

103

103

103

103

103

3

2

2

1

1

3

103

3

3102

2

3101

1

599

195599=⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅=

⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅=

平均输出转速：