料架升降机3d模型

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料架升降机是一种用于垂直运输物料的设备，广泛应用于建筑、制造、物流等多个领域。

料架升降机设计目的

• 可最多配备2台托盘 料架

是指机床等中存放多个刀具或工件的装置或自动更换装置。

• 、使用压轧滚珠丝杠上下驱动的低成本结构。

环境·操作性

• 适用于需要多点停止、位置精度的上下移动。

对象工件

• 形状： 料架

是指机床等中存放多个刀具或工件的装置或自动更换装置。

• 规格：W300×D400×H403mm
• 重量：10kg

特点

规格・尺寸

• 外形尺寸：W755×D495×H757mm
• 上升移动行程：320mm

精度・负载

• 工件停止位置精度1mm。

主要零件的选型依据

• 滚珠丝杠的轴向传送重量。

设计要点

主要零件的计算过程

• 选择滚珠丝杠。
• DmN值
  其中，Dm：丝杠轴外径mm+A值；N：最高转速min⁻¹
  类型：压轧滚珠丝杠
  丝杠轴外径：D=20mm
  根据滚珠直径确定的系数：A=1.0
  进给速度：Vmax=92.566mm/s
  导程：Ph=10mm
  丝杠轴最高转速
  Nmax=(Vmax×60)/Ph=(92.566×60)/10
  =555.4r/min
  DmN=(D+A)×Nmax=(20+1.0)×555.4
  =11663.4
  压轧滚珠丝杠时 DmN≤50000
  满足以上条件，无问题。
• 容许轴向负载
  负载作用点间距：L₁=380mm
  杨氏模量：E=2.06×10⁵N/mm²
  丝杠轴螺纹直径：d=16.3mm
  滚珠丝杠的支承方式：固定-支承
  由滚珠丝杠的支承方式确定的系数：n=2
  安全系数：α=0.5
  工件与滑台的重量：20+20=40kg
  驱动马达转速：3000r/min
  丝杠轴螺纹直径截面的最小截面二次轴矩。
  I=(π/64)×d⁴=3465mm⁴
  P=((nπ²EI)/L₁²)×α
  =((2×π²×2.06×10⁵×3465)/380²)×0.5
  =48786.9N
  轴向负载：F=40×9.8=392N≤P
  满足以上条件，无问题。
• 容许转速
  支承间距：L₂=380mm
  由滚珠丝杠的支承方式确定的系数：g=15.1
  Nc=g×(d/L₂²)×10⁷=15.1×(16.3/380²)×10⁷
  =17045r/min
  最高转速3000r/min≤Nc
  满足以上条件，无问题。
• DmN值、容许轴向负载、转速均无问题，因此判断为可使用。
• 确认马达选择容量
  负载惯性力矩。
  进给量：L₃=320mm
  滚珠丝杠的材质、密度：ρ=7.8×10³kg/m³
  滚珠丝杠的惯性矩。
  Jb=(π/32)ρL₃Dm⁴=(π/32)×7.8×10³×320×10⁻³×(20×10⁻³)⁴
  =0.392×10⁻⁴kg·m²
  滑台与工件的惯性矩。
  Jm=m(Ph/2π)²=40×(10×10⁻³/2π)²
  =1.013×10⁻⁴kg·m²
  负载惯性力矩。
  J=Jb+Jm=0.392×10⁻⁴+1.013×10⁻⁴
  =1.4×10⁻⁴kg·m²
  建议负载惯性矩为马达惯性矩的30倍以下。
  马达惯性矩：J₀=0.7×10⁻⁴kg·m²
  J≤30×0.7×10⁻⁴=21×10⁻⁴kg·m²
  满足以上条件，无问题。
• 峰值扭矩
  摩擦系数：μ=0.1
  驱动部分效率：η=0.9
  滚珠丝杠的预压负载：F₀=1/3×F=1/3×392=130.7N
  加减速时间：t₁=0.5s
  马达轴换算的负载扭矩。
  TL=(F·Ph/2πη)+(μF₀·Ph/2π)
  =(392×10×10⁻³/(2π×0.9))＋(0.1×130.7×10×10⁻³/2π)
  =0.714N·m
  加速扭矩Ta·减速扭矩Td
  Ta(=Td)=((J+J₀)×Nmax)/(9.55×t₁)
  =((1.4×10⁻⁴+0.7×10⁻⁴)×555.4)/(9.55×0.5)
  =0.024N·m
  所需扭矩
  T=Ta+TL=0.024+0.714=0.738N·m
  马达最大扭矩2N≥T
  满足以上条件，无问题。
• 有效扭矩
  定位时间t=4s
  因此，加速t₁=0.5s、匀速t₂= 3s、减速t₃=0.5s
  有效扭矩
  Trms=√{((Ta+TL)²×t₁+TL²×t₂+(TL-Ta)²×t₃)/ｔ}
  =√{(0.738²×0.5＋714²×3＋0.69²×0.5)/4}
  =0.714N·m
  马达额定扭矩Tm=2.4N·m
  有效负载安全系数 Tm/Trms=2.4/0.714=3.36
  一般情况下，1.5～2以上时可运行，因此无问题。
• 负载惯性矩、峰值扭矩、有效扭矩均无问题，因此判断为可使用。

构造制作与设计要点

• 在考虑了包括 料架

是指机床等中存放多个刀具或工件的装置或自动更换装置。

• 重量在内的活动部分的偏负载和负载重心的位置设置直线导轨。
• 直线导轨采用固定滑块并使滑轨移动的结构（将滑轨安装到铝合金型材上）。