垃圾箱的设计计算部分

1、步进电机的选用1.1 水平移动步进电机的选用1、 确定步进电动机的型号（1）脉冲当量的选择，脉冲当量：一个指令脉冲使步进电动机驱动拖动的移动距离=0.01mm/p（输入一个指令脉冲工作台移动0.01毫米）7。初选之相步进电动机的步距角0.60 /1.20 ，当三相六拍运行时，步距角=0.60 其每转的脉冲数S=600 p/r步进电动机与滚珠丝杆间的传动比i为1（2）等效负载转矩的计算71、空载时的摩擦转矩 得 =0.014N.M2、测量仪工作时的转矩 得=0.467N.M得电动机的最大静转矩为（0.30.5）TL=（0.11520.192）N.M（3）等效转动惯量计算1、滚珠丝杆的转动惯量 Js= Js=5.146x10-6 kgm22、滑块的运动惯量 得JW=3.419x10-7 kgm2换算到电动机轴上的总转动惯量 JL= 得JL=0.00035 kgm2（4） 初选步进电动机型号，根据TL=（0.11520.192）N.M和电动机总转动惯量=0.00035初步选定电动型号为85BYG3H358B反应式步进电动机。该电动机的最大静扭距Tmax=6.0N.M 查表选用两个85BYG3H358B型步进电机。 电机的有关参数见下表2.1：表1.1 水平移动步进电机参数型号主要技术数据外形尺寸（mm）重量(N)步距角最大静转矩最高空载启动频率（step/s）相数电压(V)电流(A)外径长度轴径85BYG3H358B0.6-1.26.05003605.8859712351.2 竖直移动步进电机的选用1、确定步进电动机的型号（1）脉冲当量的选择，脉冲当量：一个指令脉冲使步进电动机驱动拖动的移动距离=0.01mm/p（输入一个指令脉冲工作台移动0.01毫米）。初选之相步进电动机的步距角0.60 /1.2 ，当三相六拍运行时，步距角=0.60其每转的脉冲数S=4600 p/r步进电动机与滚珠丝杆间的传动比i为1（2）等效负载转矩的计算71、空载时的摩擦转矩 得 =0.025N.M2、测量仪工作时的转矩 得=0.56N.M得电动机的最大静转矩为（0.50.7）TL=（0.13520.232）N.M（3）等效转动惯量计算2、滚珠丝杆的转动惯量 Js= Js=1.6x10-5 kgm23、滑块的运动惯量 得JW=5.7x10-7 kgm2换算到电动机轴上的总转动惯量 JL= 得JL=0.00035 kgm2（4） 初选步进电动机型号，根据TL=（0.13520.232）N.M和电动机总转动惯量=0.00035初步选定电动型号为110BYG3H525反应式步进电动机。该电动机的最大静扭距Tmax=8.0N.M 表1.2 竖直移动步进电机参数型号主要技术数据外形尺寸（mm）重量(N)步距角最大静转矩最高空载启动频率（step/s）相数电压(V)电流(A)外径长度轴径110BYG3H5250.6-1.28.05003602.511012616502、滚珠丝杆的确定选择与计算2.1 确定滚珠丝杠副的导程由表1查得V=8m/minn=1000r/min代入得，P1.516mm由于计算出的P值应取较大值圆整，因此P=1.5mm2.2 确定当量转速与当量载荷（1）各种切削方式下，丝杠转速 由表1查得V=0.6 V=0.8 V=1 V=8 代入得n=100 n=133 n=167 n=1333（2）各种切削方式下，丝杠轴向载荷由表1查得 已知W=3000N W=5000N代入得（3）当量转速由表1查得代入得n267r/min（3）当量载荷代入得F=1380N2.3预期额定动载荷（1） 按预期工作时间估算按表9查得：轻微冲击取 fw=1.3按表7查得：13取 按表8查得：可靠性97%取fc=0.44已知：Lh=20000小时代入得C=27899N（2）拟采用预紧滚珠丝杠副，按最大负载Fmax计算：按表10查得：中预载取 Fe=4.5代入得取以上两种结果的最大值C=27899N2.4确定允许的最小螺纹底径（1） 估算丝杠允许的最大轴向变形量 （1/31/4）重复定位精度 （1/41/5）定位精度 : 最大轴向变形量 m已知：重复定位精度10m, 定位精度25m =3 =6取两种结果的小值 =3m(2）估算最小螺纹底径 丝杠要求预拉伸，取两端固定的支承形式 (1.11.2)行程+（1014）已知：行程为1000mm, W=3000N ,=0.2代入得F=600ND=20.04mm2.5 确定滚珠丝杠副的规格代号（1）选内循环浮动式法兰，直筒双螺母型垫片预形式（2）由计算出的在样本中取相应规格的滚珠丝杠副FFZD4008-5P=8mmC=30700C=278992.6 确定滚珠丝杠副预紧力 其中2.7 行程补偿值与与拉伸力（1） 行程补偿值 式中：=（24）(2) 预拉伸力代入得2.8 滚珠丝杠副工作图设计(1) 丝杠螺纹长度Ls：Ls=Lu+2Le 由表二查得余程Le=40绘制工作图（2）两固定支承距离L1按样本查出螺母安装联接尺寸丝杠全长L（3）行程起点离固定支承距离L0由工作图得Ls=890L1=1000L=1000L0=30得KC=920 N/m2.9 刚度验算及精度选择（1）=N/m=N/mF0=已知W1=5000 N ， =0.2F0=1000 NF0 ： 静摩擦力 N：静摩擦系数W1 ：正压力 N（2）验算传动系统刚度KminKmin ：传动系统刚度 N已知反向差值或重复定位精度为10Kmin=222160（3）传动系统刚度变化引起的定位误差=1.7m（4）确定精度 V300p ：任意300mm内的行程变动量对半闭环系统言， V300p0.8定位精度-定位精度为20m/300V300p14.3m丝杠精度取为3级V300p=12m14.3(5)确定滚珠丝杠副的规格代号已确定的型号：WWCM公称直径：12 导程：3螺纹长度：900丝杠全长：1000P类3级精度FFZD4010-3-P3 /141012902.10 验算临界压缩载荷 Fc ：N丝杠所受最大轴向载荷Fmax小于丝杠预拉伸力F不用验算。2.11 验算临界转速nc=f10nc : 临界转速 n/minf ：与支承形式有关的系数：丝杠底径 ：临界转速计算长度 mm由表14得f=21.9由样本得d2=34.3由工作图及表14得：Lc2= L1- L04310nmax=15002.12 验算Dn=Dpw nmaxDpw ： 滚珠丝杠副的节圆直径 mmnmax : 滚珠丝杠副最高转速 n/minDpw41.4mm3、机架的设计 机架的选择根据垃圾箱上面的所有组成部件，预定最大的垃圾存放量的多少和重量来定。即机架所支撑的上面的零件和以及预定的垃圾的最大存放量以及轴承等等给的压力为G+G1（零部件重量）=10000N（5000Kg）+(1000X20N)=20000N; 根据方通承载力计算公式：M=Pac/L（仅用于截