丝杆的受力分析:
1、机身上起主要作用的是各个集中载荷,如机翼的反作用力,尾翼的反作用力,设备舱、驾驶员及座椅、发动机的质量力等。至于分布载荷如由机身结构质量力而来的分布载荷和空气动力分布载荷则不是主要的。而在机翼上,起主要作用的是空气动力分布载荷。因为机身表面上作用的空气动力较小,机身结构本身的质量力也比较小。
2、必须考虑机身的侧向水平载荷,因为这一载荷很大,同时机身沿水平方向的抗弯刚度又比机翼小得多,而且在受侧向载荷作用时,经常附带有扭转,这就更增加了受力的严重性。
丝杆的受力分析
Tr14×3的梯形螺杆,外径D=14,导程P=3,梯形丝杆传动存在很大的摩擦损耗(滚珠丝杆传动这种损耗很小),一般取n=40%作为有效输出。1、由旋转运动转化为直线运动的扭矩T和推力F关系为(不计损耗,不计加速):T=F×P/(2×Pi)=F×P/(2×3.14)
2、计入损耗时T×40%=F×P/(2×Pi)=F×P/(2×3.14)=100×9.8×3×0.001/(2×3.14)=0.468 N.m,得T=0.468/40%=1.17 N.m
3、如果计入启动或停止时的加速度,假设启动加速度a为0.1G(即0.1×9.8=0.98),那么启动时附加的力F2=m×a (m为物体重量,a为启动加速度),F2产生的扭矩T2×40%=F2×P/(2×3.14)=m×a×P/(2×3.14)=0.0468N.m,T2=0.0468/40%=0.117N.m
所以计入损耗和计入加速时的扭矩T=1.17+0.117=1.287N.m
启动加速度看你自己需要设置,100kg重量用14的丝杆有点偏小,寿命可能达不到要求
滚珠丝杠静力学分析都有哪些内容?
滚珠丝杠静力学分析:滚珠丝杠副在运行过程中,容易出现的失效情况是弯曲变形过大,表面产生裂纹等。主要原因有丝杠应力过大、材料缺陷、加工问题和安装误差等,其中丝杠内部应力过大起了主导作用。所以,切合实际的分析和计算丝杠内部的应力及其分布状况对提高滚珠丝杠的承载能力具有重要意义。
滚珠丝杠应力分析:
与传统传动力的滑动丝杠相比,滚珠丝杠在工作的时候不需要克服丝杠和螺母之间的摩擦,其运转情况和轴承相似,所以具有较高的机械效率。滚动接触比滑动接触具有更少的磨损,延长丝杠滚动副的使用寿命。故此滚珠丝杠被广泛应用在高速精密定位轴,高精密传动机械等精密仪器。
单个滚珠对丝杠的作用力可以分解为沿丝杠的轴向力和径向力。而在滚珠丝杠副中,都是多个滚珠同时承载,所以滚珠对丝杠的作用是多个滚珠联合作用。丝杠所承受的载荷是由螺母通过滚珠传递的,而螺母所承受的力主要为轴向力。
滚珠丝杠刚度分析:
滚珠丝杠的轴向刚度是影响系统动态性能的重要因素,也是进给系统的薄弱环节。由于滚珠丝杠主要承受轴向载荷,因此对支撑丝杠的轴承轴向刚度要求很高。如果将载荷加在丝杠端面中心处,轴承各个滚动体负载分布一致,与内外套圈的接触角度相等。滚珠丝杠副的刚度包括轴向刚度和扭转刚度,扭转刚度与丝杠联轴器、传动齿轮、电机及控制系统有关,由于扭转刚度对定位精度的影响比轴向刚度的影响小得多,所以一般设计时可以忽略,而在高精度定位传动设计需要考虑。
滚珠丝杠屈曲分析:
屈曲是研究结构的稳定性,稳定性指系统受到扰动后其运动能保持在有限边界的区域内或回复到原来平衡状态的性能。从形式上看结构的稳定性问题和强度问题都表现为应力达到某一上限,但是本质上二者存在着很大区别,稳定性研究的是构件的整体问题,而强度研究的只是截面问题,。稳定性问题涉及到各种非线性,如材料非线性,几何非线性,初始缺陷。从结构整体考虑,各个构件组成一个整体。当构件发生失稳变形后,必然牵动和它刚性连接的其他构件。所以滚珠丝杠的稳定性应当考虑其约束情况。通过结构整体分析才能确定这种约束作用,它与结构形式,支撑条件和载荷作用情况有密切关系。
丝杆推力计算
丝杠推力计算公式:
T=FL/{2*PAI(3.14)*n(传动效率)}
T=电机输入扭矩
F=丝杠推力
如有减速机则:输出力矩=输入力矩*速比
例如:
丝杆转动一圆周,转向力x1圆周长等于推力Fx导程P,转向力f=T/r,fx2∏r=FxP,即2∏T=FxP
假设减速器效率η1=0.75;滚珠丝杠效率按照η2=0.95计算:
减速机输出扭矩M=3×40×0.75=90(N.m)。
导程h=0.01米,轴向推力T,T×h=M×2×π×η2
电机扭矩即电动机的输出扭矩
电机转矩和电机的输出功率有关,常用单位是N*m(牛*米),
其它还包括:mN*m(毫牛*米)、KN*m(千牛*米)、Oz*In(盎司*英寸)、kg*cm(公斤*厘米)、Gr*cm(克*厘米)、Lb*Ft(磅*英尺)、Lb*In(磅*英寸)、Oz*Ft(盎司*英尺)
100 Oz*In = 0.706 N*m
1Lb=0.4536kg
1Ft=0.3048m
1Ft=12In
1Lb*Ft=0.13826kg*m
1Lb*In=0.1129N*m
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