文档介绍：目录
第1章 PLC控制机械手机身回转蜗轮蜗杆重载传动总体方案设计 1
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第2章机械手机身回转蜗轮蜗杆重载传动部分计算与设计 2
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蜗轮蜗杆的计算 3
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接触疲劳强度计算 3
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主轴的计算与校核 7
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估算轴的直径 8
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键连接的选择和验算 9
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第3章电路系统的设计 2
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PLC控制系统设计的基本原则 13
PLC种类及型号选择 17
机械手控制原理 17
I/O分配表 18
I/O硬件连接图 18
程序流程图 19
第4章设计体会 20
参考文献 2
第1章 PLC控制机械手机身回转蜗轮蜗杆重载传动总体方案设计
PLC控制机械手机身回转是由PLC、传感器、电动机、支座、机械传动系统等组成。当接通电源后, PLC得到行程开关发来的信号,控制电动机的启停、正反转,电动机通过联轴器带动机械传动部分,传动部分由蜗轮蜗杆组成,蜗轮带动主轴旋转进而带动整个机身回转,实现了机械手的回转运动。
第2章机械手机身回转蜗轮蜗杆重载传动部分计算与设计
选用步进电动机,因为可控制步进电动的转速,,可以通过计算公式,计算出步进电机的转速。
步进电机转速= 频率*60/200*x (2-1)
其中:步进电机的转速单位是:分/转
频率单位是:赫兹x实指细分倍数。
步进电机采用整步,即1细分;运行频率20KHZ,
套用公式:20000*60/200=6000转/分
步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的,一般只用力矩来衡量,力矩与功率换算如下:
P=Ω·M (2-2)
Ω=2π·n/60 (2-3)
P=2πnM/60 (2-4)
其P为功率单位为瓦,Ω为每秒角速度,单位为弧度,n为每分钟转速,M为力矩单位为牛顿·米。
P=2πnM/60=2π×6000×=
本设计要用到的有1个步进电机,按工作要求及工作条件选择,可选择步进电机型号是90BYG250B。
技术参数如下表:
表1
蜗杆采用45刚,表面硬度>45HRC:蜗轮材料选用ZUuSu10Pb1,砂磨铸造选用阿基米德螺杆传动。
接触疲劳强度计算
(1)齿数:取=2,=220=40
(2)许用接触应力
应力循环次数
J 为蜗轮每转一圈每个齿轮的啮合数
蜗轮的转速
工作寿命
N= (2-6)
基本许用应力查表得:=200MPa
许用接触应力:=MPa
(2-7)
(3)计算
蜗轮转矩==9549=9549××20×=
(2-8)
载荷系数 K= (2-9)
查得
蜗杆传动的载荷平稳=,
假设蜗轮的速度小于3m/s,则
=,
则 K==.
弹性系数.
计算当=2时,9470cosγ≈9296,故:
≥9470cosγK
≈9260×××
= (2-10)
根据≥ 查得=
因η、γ都未定,故为初步设计
m=, =45mm
(4)传动基本尺寸蜗轮分度圆直径传动中心距a
==40×=126mm (2-11)
a= (2-12)
取中心距离a=100mm
(5)蜗杆导程角γ
γ==° (2-13)
蜗杆齿宽≥(11+)m
=(11+×40)×=4