电动搬运车设计计算详解(系统扭矩和功率计算选型)

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5、前期项目设计方案图
(二)电动叉车车体设计计算与选型
1、驱动方式:24v直流电瓶;
2、所需提升高度:≧1800mm;
3、实际载重:≦600KG(电动机械手+工件=400KG);
4、提升和下降速度:<100mm/s;
5、行走速度:≧4KM/h;
6、升降运动所需功率计算
根据P=F*V=mg*V=(400*10)*0.1m/s=800W;安全系数选择2,系统效率选择
0.8,可得升降所需功率400*2/0.8=1000W,所以所
选电动叉车提供的升降功率≧1000W。

7、叉电动车选择:
根据参数选择了诺力一款电动叉车,能满足所需要求,具体参数如下:
实物图
(三)电动机械手设计与计算
1、系统介绍
本节重点对电动搬运车电动机械手部分从结构方案,设计计算、选型、3D建模,2D图纸等方面进行详细讲解,作为自动化设备设计案例。

2、结构方案
根据客户需求电动机械手需要在左右方向和前后方向对工件位置进行微调,左右方向(X轴)上的行程为200mm,负载为300KG;前后方向(Y轴)上的行程为300mm,负载为100KG。

大体方案可以设计为用减速电机带动T形丝杆在X轴和Y轴上做直线往复运动的两轴机械手,示意如下。

Y轴
X轴
3、电动机械手X轴的设计计算
1)主要参数:
负载:300KG 行程:200mm Vmin=5mm/s Vmax=15mm/s
变速方式:减速机动力:24V直流电瓶(电动叉车自带)
2)方案设计
根据结构方案中的机械手X轴设计,用减速电机带动同步带轮,同时通过T形同步带将运动传递给T形丝杆,T形丝杆带动负载在X轴上做直线往复运动。

根据标准选型(天津三益),初步选择T形丝杆D=22mm(轴的直径后续会根据选择的电机功率和转速进行验证),螺距=5mm;可查表得T形丝杆的摩察系数η=0.15,效率=0.7;设加速时间为1s。

设圆柱体的外径为D,圆柱体的长度为L;根据初步设计同步带轮(两个相同)D=45mm,L=16mm;T形丝杆D=22mm,L=404mm;减速电机的转动惯量假设为为10×10¯4kg/m²(需要后续选型后验证)
3)电机所需转矩和功率计算
根据上面的图表公式和已知条件可做如下计算:
由Tm=T1+T2 又
4)电机的选型
由计算可知,电机功率>40W;输出扭矩>0.645N.M;所需的最大转速为
180r/min;由上诉条件选出电机如下:
由表可得电机的额定转速r=3200RPM,所需的最大转速为180r/min,得减速比为3200/180=17.8,选择18的减速比;
综上,选择微特微电机和减速机型号为VDM07SGN24-60&80JB18G10M5,满足以上所有条件。

线往复运动。

根据标准选型(天津三益),初步选择T形丝杆D=18mm(轴的直径后续会根据选择的电机功率和转速进行验证),螺距=4mm;可查表得T形丝杆的摩察系数η=0.15,效率=0.7;设加速时间为1s。

设圆柱体的外径为D,圆柱体的长度为L;根据初步设计同步带轮(两个相同)D=45mm,L=16mm;T形丝杆D=18mm,L=450mm;减速电机的转动惯量假设为为10×10¯4kg/m²(需要后续选型后验证)
3)电机所需转矩和功率计算
根据上面的图表公式和已知条件可做如下计算:
T1=0.2N.m T2=0.085N.m;
Tm=0.285N.m;
P P=0.022kw;
又Tm=9550
N
算上安全系数P可取60w左右。

4)电机的选型
由计算可知,电机功率60W;输出扭矩>0.285N.M;所需的最大转速为720r/min;由上诉条件选出电机如下:
由表可得电机的额定转速r=3200RPM,所需的最大转速为720r/min,得减速比为3200/720=4.5,选择5的减速比;
综上,选择的微特微电机和减速机型号为VDM07SGN24-60&80JB5G10M5。

5) 电机功率验证
由通用功率简化计算公式得:P=F*V (W,N,m/s)
F=Mg=100*10=1000N Vmax=48mm/s
P=1000*0.048=48W 可知选择的60W 减速电机可行;
因J=L D **32r
*4)( ;
r=7.8*103-kg/cm 3 D ≈6cm L=10cm;
J ≈9.9×104
-kg.m ²;
可知计算结果和假设相吻合,计算结果准确。

6) T 形丝杆轴径验证
由d ≧30N P A 设材质为45#,调制处理,查表得0A =110; P=60×3-10KW,N=720r/min;
d≧4.8,所以T形丝杆D=18mm强度满足要求。

(四)三维设计及图纸
1、总装图。