自动米饭售卖机执行机构设计毕业论文 (6)

自动米饭售卖机执行机构设计 21

弹簧材料1Cr18Ni9 端部型式LⅡ 计算查表求得：

C?旋绕比：曲度系数：KD?5.8d

?1.26

f初拉力的单圈变形：0工作极限负荷：

?0.13

pj?pn最大负荷下的单圈变形：

fn?fj2

表3-4 弹簧计算数值

簧丝直径 弹簧中径 最大工作负荷 初拉力 最大负荷单圈变形 单圈刚度 'Pd单圈展形 dmm DmmPN P0N N fnmm N lmmmm 0.6 3.63 0.16 27.0 11.00 p?p1p??n?0.22h弹簧刚度： （3-36） ?n?pd??122.73p有效圈数： （3-37）

3.5 8.30 取122.75。

自由长度: 取77mm。

工作极限负载下变形:

A0?nd?D?77.15 （3-38）

P?PNF???P??68.18P?mm （3-39）

最大工作负载下变形：

Fn?F1?pnp1?68.18p?mm （3-40）

?9.09p?mm （3-41）

最小工作负载下变形：

****大学毕业设计说明书 22

工作极限负荷下的高度： 最大工作负载下的高度：

H??H0?F??145mm

（3-42）

Hn?H0?Fn?145mm （3-43）

最小工作负载下的高度：

H1?H0?F1?86mm （3-44）

展开长度： L=ЛD(n+1)=857.22mm （3-45） 3.2.16 切刀机构质量

切刀机构整体质量主要由电磁系统、连杆机构、刀柄、导轨、机架等部分构成，此外还有弹簧等辅助部分。

M=m磁+m杆+m余 =650+65+ m余

=715+ m余 （3-46）

取M=900g，G=9N。 3.2.17 丝杠 （1）力学模型

如图3-9所示

（2）受力分析

如图3-10所示：

图3-9 丝杠的力学模型建立

（3）剪力图

如图3-11所示：

图3-10 丝杠的受力分析

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（4）弯矩图

如图3-12所示：

图3-11 丝杠的受力分析

图3-12 丝杠的弯矩图

（5）力学计算

G=mg=10N （3-47）

M=FL=5×375=1875Nm （3-48）

?max?M?32Mmax1875?3?????dW32 （3-49）

1875??5.99mm3.14?88.753d?3???? （3-50）

????（6）螺纹的选用

?s3~5?355?88.75（Mpa） （3-51） 4查表选用梯形螺纹，主要参数见表3-5：

表3-5 螺纹基本参数

公称直径d 螺距p 牙顶间隙ac 牙高H4?h3 12 3 0.25 1.75 外螺纹小径： 内、外螺纹中径：

d3?d?3.5?8.5 （3-52）

D2、d2?d?1.5?10.5 （3-53）

D1?d?3?9 （3-54）

内螺纹直径：

****大学毕业设计说明书 24

内螺纹大径： （7）螺纹的标记示例

如图3-13所示：

D4?d?0.5?17.5

（3-55）

图3-13 螺纹标记

3.2.18 螺母

螺母宽度： ∵ 电磁铁尺寸较大

H??d2?2?d2?2?10.5?21 （3-56）

∴ 采用加长型螺丝，以保证其链接、传动平稳。

为客服单一的螺纹转动时螺丝绕丝杠摆动，故在丝杠的一侧又放置一根导轨进行限制，同时也减少了丝杠的承重，提高寿命，取直径D=10mm的导轨。 3.2.19 轴承

由工作条件选用角接触轴承，径向截荷

Fr?10N，轴向载荷为

Fa?10N（米

??5000hLn饭的反作力通过刀杆传递），预计寿命。

Fa?1?e?0.68Fr （3-57）

自动米饭售卖机执行机构设计 25

截荷系数： fp取1.1， 当量动截荷： 查得：Cfp?XFr?YFa??1.1?0.4?10?0.87?10??14.08N （3-58）

?5.58KN

610?c?106?5580?10'Ln???1.04?10??Ln????60np60?100014.08???? （3-59）

∴ 选用7200AC的角接触轴承。 3.2.20 电机

步进电机最大速度一般都在600~1000rpm。 （1）电机步距角的选择

机械传动比例确定后，可根据控制系统的定位精度选择步进电机的步距角及驱动器的细分器等级，一般选择电机的一个步距角对应系统精度的1/2或更小，但是当细分器等级大于1/4之后，步距角的精度不能保证，因此，该电机的步距角初步选择为1.8?。 （2）转动惯量的计算

在旋转运动中，物体的转动惯量J对应于直线运动中物体的质量，要计算系统在加速中产生的动态载荷，就必须计算物体的转动惯量J和角加速度?，然后得出惯性力矩T=J?。

物体的转动惯量J=

2r???dV?32kgm 单位：。

式中，dV---体积元

?---物体密度

r---体积元与转轴的距离

2?1Bp?J1?W??3??GL2?2?10?丝杠式转动惯量为 （3-60）

式中：W:可动部分的质量，kg

BP:丝杠螺距，mm GL：减速比

根据切刀机构设计中可动部分的构件质量设定：

W=0.9+0.6=1.5kg （3-61）

因此根据丝杠式传动的转动惯量计算公式得：

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