No.007181 减轻小型马达轴的轴向负载

规格

目的・动作

• 目的
  • 不使用联轴器以降低马达轴承受的轴向负载。
• 动作
  • 通过马达驱动蜗轮、轮，使导向轴上的滚筒卷绕钢丝。

环境·操作性

• 仅可使用单向轴向负载。

对象工件

• 形状：滑块
• 规格：W40×D40×H25mm
• 重量：0.3kg

特点

规格・尺寸

• 升降行程：30mm
• 外观规格：W123×D125×H92mm

精度・负载

• 负载：3N

主要零件的选型依据

• 为了拉起0.3kg的工件，选择轴向负载为0.8N的马达。

设计要点

主要零件的计算过程

• 选择可承受负载的轴承。
• 选择轴向

  轴向是指轴的方向。（反义词；垂直于径向轴）

  轴承

  • 条件值：滚筒钢丝卷绕部分直径d1=28mm、涡轮涡轮节圆直径d2=30mm、马达转速z1=1200rpm、工件重量W=0.3kg、重力加速度g=9.8m/s²、工件移动量l1=30mm、齿面摩擦系数μ=0.0167、齿直角压力角a=20°、涡轮的导程角y1=3.58°、涡轮节圆直径d3=16mm、涡轮转速q1=1200mm、轴向轴承的基本额定负载c1=6.8kN
  • 滚筒卷绕工件所需的转速n1：
    n1=d1×π/l1=28×π/30=2.93
    此时的马达旋转时间t1：
    t1=d2×n1×(60×z1)=30×2.93×(60×1200)=4.40t
  • 作用于涡轮上的净动力H1
    H1=W×g×l1/t1=0.3×9.8×30/4.40=0.02N=2.72×10 ^-5 PS
  • 齿面的摩擦角p1：
    p1=tan-1(μ)=tan-1(0.0167)=0.957°
  • 涡轮的轴向负载F1：
    F1=F2/tan(y+p)=1.432×H1×10 ⁶ /{tan(y1+p1)×d3×q1}×g
    =1.432×2.72×10 ^-5 ×10 ⁶ /{tan(3.58+0.957)×16×1200}×9.8
    =0.25N＜6.8kN=c1
    ⇒无问题

构造制作与设计要点

• 驱动涡轮、轮后进行低速旋转，使用轴承而不使用衬套。
• 组装时，须避免马达支架、轴承及涡轮之间产生间隙。