| 一、设计思路 |
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设计目的： |
通过夹持翻转压合结构，将绝缘块压入在金属圆环中 |
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设定场景： |
用于组装线样品件的搬送，夹持，翻转，压合组装 |
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动作流程： |
1、样品A,B,C传输到位 |
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2、夹爪下降抓取样品A，上升后旋转180°，移动到样品B上方 |
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3、下降到样品B上，松掉夹爪，压头压合样品A&B, |
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4、夹持样品A,B组合件，上升旋转180°，到样品C工位上方 |
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5、下降到样品C上，松掉夹爪，压头压合样品A&B&C |
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6、夹爪上升，回到原始位置，组件样品A&B&C推出下方工位 |
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7、循环以上流程 |
| 二、机构参数 |
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外形尺寸： |
L990xW550xH1396.59(mm) |
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通用性(夹持负载)： |
0~14.3KG |
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循环周期： |
13（S） |
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精度： |
±0.05(mm) |
| 三、示例应用 |
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工件形状： |
圆形 |
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工件尺寸： |
Φ130*82（mm） |
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工件重量： |
2(Kg) |
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使用气压： |
P=0.5(MPa) |
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电源： |
AC220V 50Hz/DC24V |
| 四、计算过程 |
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| （工件压合力选型计算） |
| 弹簧压缩量： |
L=10mm |
| 弹簧常数： |
K=13.04N/mm |
| 压合力： |
F1=K*L=13.04*10=130.4N（可调节） |
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| （伺服电机选型计算，默认选型30°梯形丝杆） |
| 速度： |
Vl=7.2m/min（即120mm/s） |
| 丝杠部分长度： |
LB=0.325m |
| 滑动部分质量： |
M=35kg |
| 丝杠直径: |
DB=0.016m |
| 丝杠导程: |
PB=0.003m |
| 摩擦系数: |
μ=0.1 |
| 移动距离: |
L=0.155m |
| 机械效率: |
η=0.35 |
| 定位时间: |
t=1s |
| 加减速时间比: |
A=50% |
| 移动方向与水平轴夹角: |
a =90° |
| 加速时间: |
t0=t*A=0.5s |
| 电机转速: |
NM =Vl/PB=2400rpm |
| 轴向负载: |
F = =343Nm |
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负载转矩:
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TL = =0.468Nm |
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| 直线运动平台与负载惯量: |
JL = =7.979kgm2 |
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| 滚珠丝杠惯量: |
JB = =1.652kgm2 |
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| 总负荷惯量: |
JL=JL+JB=3.346E-05kgm2 |
| 安全系数: |
S=2 |
| 电机惯量: |
JM=0.0000336kgm2 |
| 启动转矩: |
TS= =0.0498Nm |
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| 必须转矩: |
TM=(TL+TS)*S=1Nm |
| 负荷与电机惯量比: |
I1=JL/JM=0.996 |
| 案例所需最大扭矩为0.99Nm，实际电机扭矩为1.27Nm。 |
| 案例所需转速为2400rpm，实际额定转速为3000rpm，因此电机型号(ZNH03-040-B)符合当前设计要求。 |
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| （阻挡气缸选型计算） |
| 惯性力： |
F1=mv=43*0.3=12.9N |
| 推送气缸缸径： |
R1=30mm |
| 推送气缸压力： |
F2=PS=PπR1²=0.5*1000000*3.14*0.016*0.016=401.92N |
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Fa=F1+F2=414.82N |
| 压合接触面积: |
Sa=6.28cm²（共两个阻挡气缸） |
| 撞击压强: |
Pa=Fa/Sa=414.82/3.14/0.01/0.01/2=0.66MPa |
| 阻挡气缸保证耐压力为1.5MPa＞0.66,故选型可行 |
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安全系数=1.5/0.66=2.27 |
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