Diseño de sistema eléctrico de elevación de asiento
Elevación delantera del asiento: 30 mm-50 mm
Elevación de la parte trasera del asiento: 30 mm-45 mm
Capacidad de carga de elevación de la parte delantera del asiento: 120 kg
Capacidad de carga de elevación del extremo posterior del asiento: 120kg
8.1 selección del programa
En el diseño del sistema de elevación superior e inferior del asiento, se selecciona un mecanismo de tornillo, es decir, el motor desacelera por el engranaje de tornillo sin fin, y luego se inserta un mandril en el tornillo sin fin, y la rueda de tornillo sin fin impulsa el aumento y caída del mandril para realizar el ajuste del movimiento hacia arriba y hacia abajo del asiento.
Características del mecanismo de tornillo:
1) Dado que la tuerca solo se puede mover con un cable cuando el tornillo gira una vuelta y el cable puede hacerse pequeño, el mecanismo de tornillo se puede usar como mecanismo de ajuste, donde se requiere una gran relación de reducción en la máquina, y el mecanismo de tornillo es usado. El mecanismo facilita la simplificación del tren de transmisión.
2) Dado que el mecanismo de tornillo tiene una gran relación de reducción, cuando se aplica un par pequeño al miembro activo, se puede obtener un gran empuje en el miembro accionado, es decir, el mecanismo de tornillo tiene una gran ventaja mecánica, y por lo tanto Adecuado para su uso en enchufes y prensas.
3) Elegir un ángulo de hélice adecuado puede ser una función de autobloqueo del mecanismo de tornillo. Por ejemplo, el tornillo de elevación del banco de trabajo de la cepilladora tiene propiedad de autobloqueo, por lo que no se puede evitar que la mesa de trabajo se caiga debido a su propio peso, y la elevación del asiento es más. Necesita ser autobloqueante.
Además, el mecanismo de tornillo tiene las ventajas de una estructura simple, transmisión estable y sin ruido. Las deficiencias del mecanismo de tornillo son principalmente la baja eficiencia del tornillo deslizante, especialmente la eficiencia del mecanismo de tornillo autobloqueante es inferior al 50%.
8.2 Cálculo del diseño del tornillo
El tornillo puede ser de acero A5, A6 o 35-45. Cuando se utiliza acero al carbono de alta calidad, se necesita tratamiento térmico para mejorar la resistencia al desgaste del hilo. El tornillo es principalmente hilo trapezoidal.
Cuando el tornillo se eleva a la posición alta, la fuerza es la más desfavorable. El tornillo es una barra de presión y está sometido a presión y par. Por lo tanto, el hilo se calcula de acuerdo con la resistencia a la compresión, la estabilidad y las condiciones de autobloqueo.
8.2.1 Cálculo de la resistencia a la compresión
Cuando el tornillo está funcionando, está sometido a presión y par. Para simplificar el cálculo, solo se puede registrar el efecto de la presión y se utiliza la tensión de compresión reducida requerida. Las condiciones de tensión de compresión y resistencia del tornillo son:
Donde: d1 - tornillo dentro del mm
Q - fuerza axial total que actúa sobre la rosca N
Debido a que la capacidad de carga del elevador del asiento es de 120 kg, la gravedad que actúa sobre uno de los dos tornillos es 120/2 * 10 = 600 N
[σ] - Requiere tensión de compresión, que puede ser de 5 ~ 8KN / mm para acero al carbono
En el tipo de sustitución, disponible
D1 selecciona la rosca estándar de 8 mm.
8.2.2 Cálculo de la estabilidad
Cuando el tornillo está en la posición más alta, se puede considerar como el extremo inferior fijo, el extremo superior es libre y el diámetro es d1. El punto de control conoce su coeficiente final μ = 2, y su estabilidad se puede verificar con la siguiente fórmula: nsc = Qc / Q≥ Ns
Donde: scn - el factor de seguridad de cálculo de la estabilidad del tornillo
Qc - la presión crítica del tornillo
Ns: factor de seguridad de diseño para la estabilidad del tornillo
El factor de seguridad de diseño de la estabilidad del tornillo ns puede ser de 3 ~ 5, entonces ns = 4, y la carga crítica Qc del tornillo debe calcularse mediante diferentes fórmulas según la flexibilidad del tornillo como λ = μL / ρ (donde L es La fuerza calculada del tornillo, tomando la altura de elevación del asiento es de 40 mm, el radio de giro de la sección transversal del tornillo ρ, ρ = d1 ÷ 4 = 2 mm, λ = 2 × 40 ÷ 2 = 40
Porque 40λ = menos de 100, el material es 45 acero, el límite de la fuerza σ≥48k / cm2, toma
Además, nsc = Qc / Q ≥ ns = 600, por lo que el tornillo tiene buena estabilidad.
8.2.3 Contabilidad de la capacidad de auto bloqueo
Debido a que la condición de autobloqueo es tal que tiene una capacidad de autobloqueo confiable, al menos el ángulo de elevación de la espiral debe ser inferior a 1 grado del ángulo de fricción equivalente. El coeficiente de fricción equivalente fv = 0.08 ~ 0.1., El correspondiente ángulo de fricción equivalente debe ser
8.2.4 parámetros
Consulte el Manual de diseño mecánico Tabla 3-8, las dimensiones básicas del hilo trapezoidal:
Diámetro nominal d 8
Paso p 2
Diámetro de la rosca externa d3 5.5
Diámetro interno del hilo interno / externo D2 / d2 7
Diámetro interior del hilo D4 8.5
Diámetro interno de la rosca d4 6
8.3 Selección del motor de ajuste de altura
8.3.1 Parámetros de selección
Según los requisitos, la altura del asiento es de 40 mm, el tiempo requerido para todo el movimiento es de 8 s, y la velocidad de elevación del asiento es v = s / t = 5 mm / s.
8.3.2 Par de apriete del tornillo
La fuerza axial Q del tornillo se ha calculado previamente, de acuerdo con la fórmula:
8.3.3 Cálculo del par del motor
M electricidad * i * η = cable M
Aquí, la relación de reducción de la velocidad del tornillo sin fin y del gusano es 62, y la eficiencia de transmisión es 0.8.
M electricidad = 119g × cm
Como el motor es un motor de CC de salida de dos ejes de la serie sz, el par es:
M total = 2M de electricidad = 290g × cm = 0.290g × m
Para mayor comodidad, el motor con el mismo diseño que el sistema se selecciona para cumplir con el torque requerido.
8.3.4 Comprobación del par motor seleccionado
De acuerdo con la fórmula:
Donde: Td - par de salida del eje eléctrico Nm
T1 - el par de entrada del eje de trabajo, que es igual al par T en la turbina
La fórmula está deformada de la siguiente manera:
A través de los cálculos anteriores, se indica que el motor seleccionado es satisfactorio, por lo que el motor de la parte móvil horizontal es un motor de CC de salida de dos ejes tipo imán permanente del tipo 45sz01.
Consulte "Compilación del estándar de la industria de diseño de maquinaria de China" Volumen de transmisión de engranaje y engranaje (abajo) "Forma, parámetros y dimensiones del elevador de tornillo sinfín SWL, JB / T8809-1998. Seleccione SWL2.5 según la velocidad del motor, la potencia y la velocidad de elevación.
Los parámetros relevantes son los siguientes:
Capacidad máxima de elevación: 25KN
Fuerza máxima de tracción: 25KN
Relación de engranaje de gusano 24: 1
Giro sin fin por revolución: 0,250 mm
Alargamiento máximo del tornillo durante la carga de tensión: 1500 mm
Potencia máxima permitida: 0.55Kw
Eficiencia total de la relación general: 23%
Cantidad de aceite lubricante: 0.1kg
Peso sin golpe: 7.3kg
Peso por gusano de gusano: 0.45kg
Nota: 1. La potencia máxima permitida es el parámetro bajo la condición de que la temperatura ambiente sea de 20 ° C y la duración de trabajo sea del 20% / h.
