電動(dòng)搬運(yùn)車設(shè)計(jì)計(jì)算詳解(系統(tǒng)扭矩與功率計(jì)算選型)

1、1、 電動(dòng)搬運(yùn)車設(shè)計(jì)詳解（1） 設(shè)計(jì)輸入與需求分析1、 本電動(dòng)搬運(yùn)車的作用是為第五章線切割系統(tǒng)輸送工作必須的工件槽輪線軸。2、 操作方式：人工操作3、 行走運(yùn)動(dòng)：電動(dòng) 升降運(yùn)動(dòng)：電動(dòng) 貨叉左右運(yùn)動(dòng)：電動(dòng) 貨叉前后運(yùn)動(dòng)：電動(dòng)4、 電動(dòng)搬運(yùn)車參數(shù)及技術(shù)要求序號(hào)項(xiàng) 目?jī)?nèi) 容1搬運(yùn)能力每次每臺(tái)電動(dòng)搬運(yùn)車可搬運(yùn)1件2銜接與槽輪線軸存放區(qū)、線切割機(jī)、下一系統(tǒng)銜接3駕駛方式站駕式4額定載荷500kg5升降高度1700mm6轉(zhuǎn)彎半徑1300mm7取料貨叉根據(jù)上下槽輪線軸的范圍確認(rèn)8多功能控制手柄集開(kāi)關(guān)、急停、轉(zhuǎn)向、前進(jìn)后退、升降于一體9緊急反向行駛在向后行駛過(guò)程中，一旦操作者背后碰到物體，操作者會(huì)自然反應(yīng)用身

2、體撞擊手柄反向按鈕，車子立即緊急反向行駛，使操作者避免受到傷害10慢速行駛功能將手柄處于近垂直狀態(tài)，行駛速度會(huì)自動(dòng)降低，便于在狹窄空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確作業(yè)11驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使整車反應(yīng)更迅速，控制更精確，運(yùn)行更平穩(wěn)，電瓶使用壽命更長(zhǎng)12外形尺寸L1800*W800*H1850mm5、 前期項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案圖（2） 電動(dòng)叉車車體設(shè)計(jì)計(jì)算與選型1、 驅(qū)動(dòng)方式：24v直流電瓶；2、 所需提升高度：1800mm；3、 實(shí)際載重：600KG(電動(dòng)機(jī)械手+工件=400KG)；4、 提升和下降速度：100mm/s；5、 行走速度：4KM/h；6、 升降運(yùn)動(dòng)所需功率計(jì)算根據(jù)P=F*V=mg*V=(400*10)*0

3、.1m/s=800W;安全系數(shù)選擇2，系統(tǒng)效率選擇 0.8，可得升降所需功率400*2/0.8=1000W,所以所選電動(dòng)叉車提供的升降功率1000W。7、 叉電動(dòng)車選擇： 根據(jù)參數(shù)選擇了諾力一款電動(dòng)叉車，能滿足所需要求，具體參數(shù)如下：實(shí)物圖（3） 電動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)與計(jì)算1、 系統(tǒng)介紹 本節(jié)重點(diǎn)對(duì)電動(dòng)搬運(yùn)車電動(dòng)機(jī)械手部分從結(jié)構(gòu)方案，設(shè)計(jì)計(jì)算、選型、3D建模，2D圖紙等方面進(jìn)行詳細(xì)講解，作為自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)案例。2、 結(jié)構(gòu)方案根據(jù)客戶需求電動(dòng)機(jī)械手需要在左右方向和前后方向?qū)ぜ恢眠M(jìn)行微調(diào)，左右方向（X軸）上的行程為200mm,負(fù)載為300KG;前后方向（Y軸）上的行程為300mm,負(fù)載為100KG。

4、X軸Y軸 大體方案可以設(shè)計(jì)為用減速電機(jī)帶動(dòng)T形絲桿在X軸和Y軸上做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的兩軸機(jī)械手，示意如下。3、 電動(dòng)機(jī)械手X軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1) 主要參數(shù)： 負(fù)載：300KG 行程：200mm Vmin=5mm/s Vmax=15mm/s 變速方式：減速機(jī) 動(dòng)力：24V直流電瓶（電動(dòng)叉車自帶）2) 方案設(shè)計(jì) 根據(jù)結(jié)構(gòu)方案中的機(jī)械手X軸設(shè)計(jì)，用減速電機(jī)帶動(dòng)同步帶輪，同時(shí)通過(guò)T形同步帶將運(yùn)動(dòng)傳遞給T形絲桿，T形絲桿帶動(dòng)負(fù)載在X軸上做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選型（天津三益），初步選擇T形絲桿D=22mm(軸的直徑后續(xù)會(huì)根據(jù)選擇的電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速進(jìn)行驗(yàn)證)，螺距=5mm;可查表得T形絲桿的摩察系數(shù)=0.15，效率

5、=0.7；設(shè)加速時(shí)間為1s。設(shè)圓柱體的外徑為D，圓柱體的長(zhǎng)度為L(zhǎng);根據(jù)初步設(shè)計(jì)同步帶輪(兩個(gè)相同)D=45mm,L=16mm;T形絲桿D=22mm,L=404mm；減速電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量假設(shè)為為10104kg/m（需要后續(xù)選型后驗(yàn)證）3) 電機(jī)所需轉(zhuǎn)矩和功率計(jì)算根據(jù)上面的圖表公式和已知條件可做如下計(jì)算：由Tm=T1+T2 又4) 電機(jī)的選型 由計(jì)算可知，電機(jī)功率40W;輸出扭矩0.645N.M;所需的最大轉(zhuǎn)速為180r/min;由上訴條件選出電機(jī)如下：由表可得電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速r=3200RPM,所需的最大轉(zhuǎn)速為180r/min,得減速比為3200/180=17.8，選擇18的減速比；綜上，選擇微特微

6、電機(jī)和減速機(jī)型號(hào)為VDM07SGN24-60&80JB18G10M5，滿足以上所有條件。5) 電機(jī)功率和慣性矩驗(yàn)證由通用功率簡(jiǎn)化計(jì)算公式得：P=F*V (W,N,m/s)F=Mg=300*10=3000N Vmax=15mm/sP=3000*0.015=45W 可知選擇的60W減速電機(jī)可行；因J=;r=7.8*10kg/cm D6cm L=10cm;J9.910kg.m;可知計(jì)算結(jié)果和假設(shè)相吻合，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確。6) T形絲桿軸徑驗(yàn)證由d 設(shè)材質(zhì)為45#，調(diào)制處理,查表得=110;P=60KW,N=180r/min;d7.6,所以T形絲桿D=22mm強(qiáng)度滿足要求。4、 電動(dòng)機(jī)械手Y軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1

7、) 主要參數(shù) 負(fù)載：100KG 行程：300mm Vmin=12mm/s Vmax=48mm/s 變速方式：減速機(jī) 動(dòng)力：24V直流電瓶（電動(dòng)叉車自帶）2) 方案設(shè)計(jì) 根據(jù)結(jié)構(gòu)方案中的機(jī)械手Y軸設(shè)計(jì)，用減速電機(jī)帶動(dòng)同步帶輪，同時(shí)通過(guò)T形同步帶將運(yùn)動(dòng)傳遞給T形絲桿，T形絲桿帶動(dòng)負(fù)載在Y軸上做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選型（天津三益），初步選擇T形絲桿D=18mm(軸的直徑后續(xù)會(huì)根據(jù)選擇的電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速進(jìn)行驗(yàn)證)，螺距=4mm;可查表得T形絲桿的摩察系數(shù)=0.15，效率=0.7；設(shè)加速時(shí)間為1s。設(shè)圓柱體的外徑為D，圓柱體的長(zhǎng)度為L(zhǎng);根據(jù)初步設(shè)計(jì)同步帶輪(兩個(gè)相同)D=45mm,L=16mm;T形絲

8、桿D=18mm,L=450mm；減速電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量假設(shè)為為10104kg/m（需要后續(xù)選型后驗(yàn)證）3) 電機(jī)所需轉(zhuǎn)矩和功率計(jì)算根據(jù)上面的圖表公式和已知條件可做如下計(jì)算：T1=0.2N.m T2=0.085N.m;Tm=0.285N.m;又Tm=9550 P=0.022kw;算上安全系數(shù)P可取60w左右。4) 電機(jī)的選型 由計(jì)算可知，電機(jī)功率60W;輸出扭矩0.285N.M;所需的最大轉(zhuǎn)速為720r/min;由上訴條件選出電機(jī)如下：由表可得電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速r=3200RPM,所需的最大轉(zhuǎn)速為720r/min,得減速比為3200/720=4.5，選擇5的減速比；綜上，選擇的微特微電機(jī)和減速機(jī)型號(hào)為VDM07SGN24-60&80JB5G10M5。5) 電機(jī)功率驗(yàn)證由通用功率簡(jiǎn)化計(jì)算公式得：P=F*V (W,N,m/s)F=Mg=100*10=1000N Vmax=48mm/sP=1000*0.048=48W 可知選擇的60W減速電機(jī)可行；因J=;r=7.8*10kg/cm D6cm L=1