六自由度运动平台设计方案

1、 主要技术指标计算载荷本次设计在不更改原电动缸结构的基础上进行优化设计，对电机进行重新选型， 根据KH08XX（ 3） 缸设计技术书可知，600kg 推力时丝杠需要扭矩为5.732N.m，缸体部份及齿轮传动部分总效率按照70%计算时，齿轮传动部分减速比为2，减速器输出扭矩为4.1N.m。 初步选配减速比为4， 效率为90%的减速器，则电机端需要T减4.1转矩T电 =1.14N.m 。 所选电机额定转矩为1.3N.m， 则电动缸在额定i 4 0.9速度下的额定推力约为684kg，最大推力为2000kg。根据图 5.3所示， 伺服电机的最大转速为5000rpm， 此时伺服电机输出的额定转矩约为0.

2、7N.m，则电动缸在最大速度下的额定推力约为368kg。根据本次设计的设计思路，电动缸存在不安装减速器，由伺服电机直接连接齿轮的工况，缸体部份及齿轮传动部分总效率按照70%计算时，丝杠端部的有效转矩为 0.91N.m，则此时电动缸的额定推力约为130kg，则平台的载荷下降为216kg。速度根据 KH08XX （ 3）缸设计技术书可知，丝杠导程为6mm，齿轮减速比为2，本次设计选取的减速器速比为4，伺服电机的额定转速为3000rpm，则电动缸的额3000定速度为v额 =i定速度为v额 =i减 i齿42根据图 5.3 所示，伺服电机的最大转速为5000rpm，则电动缸的最大速度为vmax =vma

3、x =i减 i齿n电p=6=3750mm / min =62.5mm/s42根据本次设计的设计思路，电动缸存在不安装减速器，由伺服电机直接连接齿 轮的工况，则此时电动缸的额定速度为n电3000v电 =p= 6=9000mm /min =150mm/s。i齿2位置分辨率本次选用伺服电机末端编码器为20 位增量编码器，根据电动缸减速比及丝杠p6导程计算，电动缸的位置分辨率为20 =20 =0.0007 m 。i减 i齿 24 2 2p6不安装减速器时，电动缸的位置分辨率为20 =20 =0.003 m。i减 i齿 22 2折算到平台上的位置分辨率为0.0028 m，角度分辨率为0.0002。6.4

4、定位精度1）行星减速器所选行星减速器的精度为14，传动箱速比为2， 传递到丝杠上的转角误差为7，则折算到行程上误差76 0.002mm ；60 3602）齿轮副方案中采用KH08XX（ 3） 电动缸采用7级直齿齿轮，其最大侧隙为0.344mm，齿轮分度圆直径为104mm，则折算到行程上的误差0.3446 0.006mm ，104 3.143）丝杠副方案中采用KH08XX （ 3）电动缸采用7 级滚珠丝杠，其导程误差为0.05mm/300mm，则丝杠的行程误差375 0.05 0.0625mm 。300则总体误差为0.002+0.006+0.0625=0.0725mm。7 技术指标满足情况根据技

5、术要求的主要参数，方案设计满足技术指标情况如表7.1：表 7.1 技术指标满足情况序号技术指标要求值设计值结论备注1平台载荷不小于10000N10000N满足技术要求2X 轴平移 100mm 100mm满足技术要求3Y 轴平移 100mm 100mm满足技术要求4Z 轴平移 150mm 150mm满足技术要求5X 轴 /Y 轴 /Z 轴转动 10 15满足技术要求6X 轴 /Y 轴 /Z 轴平移速度不小于15mm/s37.5mm/s满足技术要求7X 轴 /Y 轴 /Z 轴转动角速度不小于1 /s2 /s满足技术要求8X 轴 /Y 轴 /Z 轴平移加速度不小于15mm/s237.5mm/s2满足技术要求9X 轴 /Y 轴 /Z 轴转动角加速度不小于1 /s22 /s2满足技术要求10电动缸位置分辨率0.0007 m11电动缸定位精度0.0725mm12平台位置分辨率0.0028 m13平台位置精度0.29mm14平台角度分辨率0.000215平台角