3.6.3. 允许转矩、转动惯量的计算用例 （HS180 Case）

3.6.3. 允许转矩、转动惯量的计算用例 （HS180 Case）

 

(1) Case #1 简单的二维模型

 

 

图 3.10二维负载模型

 

M - 负载重量

JXX - 从负载重心向X轴方向的转动惯量

JYY - 从负载重心向Y轴方向的转动惯量

JZZ - 从负载重心向Z轴方向的转动惯量

Ja4 - 在R2轴旋转中心上的转动惯量

Ja5 - 在B轴旋转中心上的转动惯量

Ja6 - 在R1轴旋转中心上的转动惯量

 

☞ 负载条件：横、纵260mm、厚260mm的不锈钢（Mass 138.15kg）

 

①  重量限制

负载重量：

 

②  允许转矩限制

以B轴为准，重心位置 LX = 350mm, LY = 0mm, LZ = -60mm

从B、R1轴到重心之间的距离如下：

B轴基准距离

R1轴基准距离 

B轴负载转矩

R1轴负载转矩

 

③  允许转动惯量限制

在重心上负载的转动惯量Jxx= 1.56kgm2, Jyy= 1.56 kgm2, Jzz= 1.56 kgm2

B轴转动惯量（Ja5）

R1轴转动惯量（Ja6）

 

④  结论

重量、转矩、转动惯量条件都满足限制条件，从而可保障安全。

 

(2) Case #2 复杂的三维模型

 

 

图 3.11三维负载模型二维形状

铝块形状组合

（σ=0.0027 g/mm3: 176.3 kg）

m1 （60×300×300）     14.6kg

m2 （480×440×220）    125.4 kg

m3 （280×300×160）    36.3 kg

 

mi - i块负载重量

LXi - i块X轴方向重心位置

LY - i块Y轴方向重心位置

LZi - i块Z轴方向重心位置

 

①  重量限制

负载重量：

 

②  允许转矩限制

 

以B轴旋转中心为准计算的全体负载的重心位置如下：

 

 

（因为Y轴对称）

 

 

以全块B轴为准的重心位置 = 520.85mm,  = 0mm,  = -238.47mm

 

从B轴到重心之间的距离

从R1轴到重心之间的距离

 

B轴负载转矩

R1轴负载转矩

 

x1 y1 z1 – m1块的x、y、z方向长度

x2 y2 z2 – m2块的x、y、z方向长度

x3 y3 z3 – m3块的x、y、z方向长度

 

LX1, LY1, LZ1 - 以B轴旋转中心为准的m1块重心位置

LX2, LY2, LZ2 - 以B轴旋转中心为准的m2块重心位置

LX3, LY3, LZ3 - 以B轴旋转中心为准的m3块重心位置

 

Jxx1, Jyy1, Jzz1 – 以m1块重心为准的x、y、z轴转动惯量

Jxx2, Jyy2, Jzz2 – 以m2块重心为准的x、y、z轴转动惯量

Jxx3, Jyy3, Jzz3 – 以m3块重心为准的x、y、z轴转动惯量

 

 

图 3.12三维负载模型三维形状

 

③  允许转动惯量限制

 

表3‑3各块重心的转动惯量

块重量（kg）	重心（LX, LY, LZ）	Jxx	Jyy	Jzz
m1 （14.6）	(0.25, 0, 0)	0.219 kgm2	0.114 kgm2	0.114 kgm2
m2 （125.4）	(0.48, 0, -0.26)	2.530 kgm2	2.915 kgm2	4.433 kgm2
m3 （36.3）	(0.89, 0, -0.26)	0.350 kgm2	0.314 kgm2	0.509 kgm2

 

 

B轴转动惯量（Ja5）

 

R1轴转动惯量（Ja6）

 

④  结论

重量、转矩、转动惯量条件都满足限制条件，从而可保障安全。