YHD-SL0128-90度翻箱机构

案例介绍

一、设计思路
设计目的：	纸箱原地90°翻转
设定场景：	需要纸箱90°翻转侧面（翻转前的侧面）朝上场合
动作流程：	1、纸箱进入翻转区域
	2、传感器感应到纸箱，滚珠丝杆机构推动连杆使纸箱翻转90°
	3、循环以上动作
二、机构参数
外形尺寸：	L2400xW693xH971(mm)
通用性(单个样品负载)：	标准4号纸箱以下规格，负载40kg以内
循环周期：	10（S）
精度：	±0.5(mm)
三、示例应用
工件形状：	长方形
工件尺寸：	450360310mm
工件重量：	40kg
使用气压：	P=0.5(MPa)
电源：	AC220V 50Hz/DC24V
四、计算过程
注：选型计算&公式可下载技术文档进行详细查看
【主要标准件选型计算】
伺服电机选型
机械结构参数：
滚珠丝杆直径（cm）：
滚珠丝杆导程（cm）：
负载质量（kg）：
加减速时间（s）：
机构运行速度（m/S）：
滚珠丝杆效率：
摩擦系数：
安全系数：
π：
g:（m/s²）：
选型电机型号：
选型电机扭矩：
选型电机惯量：
计算负载转矩

如上三图所示，表述的是纸箱在在翻转三个阶段的姿态变化，第一阶段，滚珠丝杆从刚开始的推动纸箱（机构和纸箱重心提高），第二阶段到某一瞬间，机构和纸箱的重心与旋转中心（滚珠丝杆处旋转中心）竖直共线，机构和直线在水平方向需求力为零，再到第三阶段，机构和纸箱重心下降，反推滚珠丝杆。由于滚珠丝杆自锁性倾向以及机构摩擦力因素，可以确定，滚珠丝杆在第一阶段纸箱水平刚开始推动纸箱翻转时需求推力最大，因此求出第一阶段滚珠丝杆的推力来确定伺服电机作用在滚珠丝杆上的最大需求力

取翻转第一阶段开始姿态的翻转板静力分析，简化为平面力系，因纸箱重量40kg远大于翻转板6.7kg重量，计算中忽略翻转板的重力作用。设定纸箱重心距离O点水平为240mm，其余尺寸参数均按照实际测量给出，其中连杆与竖直方向角度为20.43°，取G=400N
∑Fx=0	Fox+Fsin20.43=0
∑Fy=0	Foy+Fcos20.43-G=0
Mo=0	Fcos20.438.5-G240-Fsin20.43*188.5=0
得出	F=-1660.3N	备注：负号表示实际力的方向与图示方向相反
	Fox=579.4N	备注：滚珠丝杆需要提供的力
	Foy=1955.7N
在实际过程中，因翻转板是沉在辊筒下，纸箱承载辊筒顶面，当翻转板与纸箱接触时实际翻转板已经转动了一定角度，实际所需的力肯定小于此状态所计算的力。
因纸箱翻转需要的提供的力（N）：	F1 ,由上述计算所得	579.4
负载加速度（m/s²）：	a=V/t	0.5
因加速需要的力（N）：	F2=Ma	23.5
因摩擦需要提供的力（N）：	F3=μMg	47
滚珠丝杆需要提供的总推力（N）：	F0=F1+F2+F3	649.9
折算到电机端需要的扭矩（NM）：	T0=F*P/100/（2πη）	0.54
考虑到安全容量电机需求力矩（NM）:	T=T0*S	0.817
案例所需最大扭矩0.817NM＜电机额定扭矩1.27NM，力矩校验合格
2)转动惯量校核
滚珠丝杆惯量（kg*cm²）：	J1（sw质量属性获得）	0.77
负载惯量（kg*cm²）：	J2=M(P/2/π)²	0.3
需求总惯量（kg*cm²）：	J=J1+J2	1.068
需求惯量与电机惯量比：	i=J/LM	3.85
案例负载惯量与电机惯量比i＜5，惯量校验合格