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机械设计计算(9)——移动机械平台的设计计算

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发表于 4 天前 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 面壁深功 于 2024-11-20 07:11 编辑

移动机械平台包括:驱动系统、悬挂系统、结构支撑、摩擦力控制等几个部分。设计时需要各部分的参数进行计算验证,以确保平台在平稳、高效的状态下运行。具体设计计算步骤如下:
1. 驱动系统设计:
选择电动机和设计齿轮传动系统:
i=N2/N1=d2/d1     其中:i:传动比(无量纲);N2、N1:齿轮齿数(无量纲);d2、d1:齿轮直径(m)
m=d/N     其中:m:模数(m);d:齿轮直径(m);N:齿轮齿数(无量纲)
σc=((P⋅E)/(π⋅b⋅d))^(1/2)      其中:σc:接触应力(Pa);P:载荷(N)E:杨氏模量(Pa);b:齿轮宽度(m)
2. 悬挂系统设计:
设计螺旋弹簧,用于吸收振动和冲击:
F=k⋅x    其中:F:弹簧力(N);k:弹簧刚度(N/m);x:弹簧的行程
k=(G⋅d^4)/(8⋅D^3⋅n)     其中:G:剪切模量(Pa);d:弹簧丝直径(m);D:弹簧平均直径(m);n:有效圈数(无量纲)
3. 结构支撑设计:
确保平台结构不会发生屈曲失效:
Pcr=π^2D/(b/a)^2       其中:Pcr:临界载荷(N);D:抗弯刚度(Nm²);b、a:截面宽度和高度(m)
D=Eh^3/(12(1−ν^2))     其中:E:杨氏模量(Pa);h:截面高度(m);ν:泊松比(无量纲)
4. 摩擦力控制:
计算平台与地面之间的滚动摩擦力,以控制运动中的能量损失:
Fr=μr⋅Fn     其中:Fr:滚动摩擦力(N);μr:滚动摩擦系数(无量纲);Fn:正压力(N)
Fn=m⋅g      其中:m:质量(kg);g:重力加速度(9.81 m/s²)

另外,对于运动过程中的平稳性要求高的场合,还需要开展振动分析。通过计算平台在运行中的振动特性并加以控制,以确保不会在临界转速下发生共振。这方面涉及到的计算:
fn=(1/2π)(g/δ)^(1/2)      其中:fn:固有频率(Hz);g:重力加速度(9.81 m/s²);δ:挠度(m)
δ=(F⋅L^3)/(3EI)      其中:δ:挠度(m);F:载荷(N);L:梁的长度(m);E:杨氏模量(Pa);I:惯性矩(m⁴)




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发表于 3 天前 | 只看该作者
看到计算的公式就头痛
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