电动缸选型说明.docx

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电动缸选型说明

电动缸选型说明

LT

1概述

此装置用于完成某设备的高低动作，从而进行此姿态稳定伺服高低机（以下简称高低机）的设计。

2主要技术指标

2.1性能指标

1）推力：

不小于5000N；

2）初始安装长度：

791±1mm；

3）跨距：

520mm；

4）最长长度：

≥1369mm（前连接耳处的螺纹可实现调节）；

5）速度：

8mm/s；

6）额定电压：

24VDC、36VDC、48VDC；

2.2环境适应性

1）-40℃-55℃正常工作；

2）淋雨试验：

6mm/h；

3）冲击实验：

加速度30g；

4）三防要求：

湿热、盐雾、霉菌；

5）符合空投和空载运输要求。

2.3组成和功能要求

2.3.1组成

此装置由左右高低机、蜗轮蜗杆箱、行星减速器、直流伺服电机、传动轴、手摇装置等组成。

其中高低机主要包含缸筒、滚珠丝杠副、推杆等。

其结构布局图如下图所示：

2.3.2功能要求

1）机械自锁；

2）手摇机构具备两种速度，手摇速比1:

1和1:

2；

3）手旋螺母微调及锁紧功能。

3总体技术设计

3.1结构组成

本次设计中将高低机分为三大部分，分别是：

伺服电机、蜗轮蜗杆箱、缸体等。

缸体主要包括滚珠丝杠副、轴承组、推杆、缸筒等。

3.2工作原理

工作原理为：

伺服电机旋转，通过减速器、蜗轮蜗杆传动机构带动丝杠副旋转；丝杠螺母径向限位，在丝杠旋转力矩的驱动下，丝杠螺母与电动高低机推杆一起做往复直线运动。

4主要部件的选型计算

4.1滚珠丝杠副

根据技术协议中额定推力不小于5000N，满载速度不小于8mm/s的要求对电动缸使用的滚珠丝杠副进行选型计算。

选择某公司生产的某型号滚珠丝杠副，该丝杠副的基本额定动载荷为[Ca]=15400N、基本额定静载荷为[Coa]=33100N，导程Ph=6mm。

1）滚珠丝杠副额定寿命校核

螺母的予紧力为：

轴向动载荷为：

计算丝杠副理论要求总转数为：

计算丝杠副实际额定寿命（总转数）为：

根据计算结果可知丝杠副额定寿命可以满足使用要求。

2）滚珠丝杠副临界压缩载荷的校核（验算压杆稳定性）

根据公式计算可知滚珠丝杠副临界压缩载荷

满足要求

3）滚珠丝杠副极限转速

的校验

根据公式计算可知滚珠丝杠副极限转速

满足要求

综上计算，该型号滚珠丝杠副可以满足使用要求。

4.2电机选择

1）滚珠丝杠副所需转矩计算

依照技术要求，电动高低机需产生不小于5000N的推力，满载工作速度不小于88mm/s，结合丝杠副导程，计算丝杠副转速为：

丝杠副的效率：

丝杠副的额定输出动转矩为：

丝杠副的额定输入动转矩为：

2）伺服电机的转矩计算

整个减速传动环节的效率：

电机需输出转矩为：

电机需输出转速为：

80X32/3=854rpm

电机详细参数见下表：

额定扭矩

额定转速

重量

3Nm

854

5Kg

4.3增速器

增速器输入扭矩3N·m，减速比为3，输出转速为2560rpm。

根据以上技术指标选择浩普实业KF40减速器，详细参数见下表：

型号

传动比

额定输出扭矩

重量

ABR042

3

20Nm

1.5Kg

4.4手传动端结构设计

根据客户要求手动端设计为两种减速比，分别为1：

1,1:

2

传动比为1时手传动扭矩为

传动比为2时手传动扭矩为

5产品保证设计

5.1可靠性设计

电缸本着安全、可靠的方针进行设计，根据已有的成熟产品的设计经验，结合总体单位的需要来完成该产品的设计，并在设计中采取以下措施来提高高低机的可靠性。

1）采用标准化设计，外购件全部采用标准化专业厂家生产的优质配件。

2）关键配件如滚珠丝杠、深沟球轴承、圆锥滚子轴承等均采用质量最优的专业化生产厂家的优质产品。

3）关键部件的主要参数均选用足够的安全系数。

4）考虑到高低机防水、防尘等功能要求，对外露的高低机等部件均做了全密封的设计，从而提高了产品可靠性。

5.2维修性设计

1）采用模块化设计，提高零部件、元器件的通用性；

2）在高低机总体布局上，充分考虑使用维护的方便性和可达性。

5.3安全性设计

根据高低机安全性的要求，在设计中采取了以下措施：

1）电缸采用全封闭的连接方式，保证了电缸具有防水、防尘的防护能力，提高了使用的安全性。

2）在设计上保证产品结构具有足够的强度和刚度，在关键部位采用必要的加强措施，以提高产品的安全性。

3）在高低机传动部分的设计上，采用蜗轮蜗杆传递扭矩，从而实现机械自锁，保证了整个传动装置的安全性。

6设计结果满足设计技术要求的程度

通过对该高低机设计的理论计算，指标达到情况见表6.1

序号

技术指标

要求值

设计值

结论

1

额定推力

5000N

5000N

满足要求

2

初始安装距

791±1mm

791±1mm

满足要求

3

跨距

520mm

520mm

满足要求

4

有效工作行程

不小于578mm

580mm

满足要求

5

满载最大速度

不小于8mm/s

8mm/s

满足要求

7结论

高低机是用于新型军用设备的的重要部件，为了适应复杂恶劣环境和实战需求，经与总体单位的技术人员反复协商，采取了一系列措施,全面满足了总体提出的各项技、战术要求，其主要设计参数经过充分计算、分析，关键技术已有相应的解决措施，元器件供应有保障，方案合理可行。