伺服電機：齒輪齒條垂直負載的慣量計算問題

學(xué)峰_jsgOt

如圖所示，設(shè)計一個類似上下滑動機構(gòu)，

• 伺服電機選用400w電機 電機軸14mm ；
• 齒輪模數(shù)1.5 齒數(shù)24 基準(zhǔn)圓直徑36mm；
• 垂直方向負載30kg；
• 運動速度是1s 跑100多mm，齒條的節(jié)距是3.6mm，也就是說齒輪轉(zhuǎn)1圈半就停止了。我感覺夠嗆能帶動。
  

那么問題來了 這種齒輪齒條的工作轉(zhuǎn)矩和啟動慣量是怎么計算的呢？關(guān)鍵是有個齒輪齒條蒙圈了。
請哪位大咖給貼個計算過程圖啊，結(jié)果不重要，重要的是過程。




補充內(nèi)容 (2017-12-16 11:35):
更正一下：1.5模的齒距應(yīng)該是4.71，并不是3.6mm

冷月梧桐

我表示你帶不動，電機需要剎車的來著
400W，按3000轉(zhuǎn)，T=9550*0.4/3000=1.27n*m
齒輪分度圓半徑r=M*Z/2=1.5*24/2=18mm
電機提升力F=T/r=70n
豎直使用G=mg=30x10=300n
建議：電機加一個1:10的減速機，電機理論出力可達到700N
其他不懂，歡迎拍磚

水水5

wll19821016 發(fā)表于 2019-9-19 12:25
請教大俠，計算氣動扭矩的時候，所要求的電機氣動時間是怎么確定的呢，無論是伺服還是步進，還是普通電機 ...

以伺服為例，其他的以伺服為參考，但是是否可調(diào)節(jié)要注意。
參考速度時間曲線，一般有三段，加速勻速減速。我理解你所指的啟動時間即加速時間。以下論述以加速時間代替啟動時間。我認為這樣更貼切。

一般情況下，伺服電機的伺服驅(qū)動器會有一系列參數(shù)需要改動。例如臺達的，有一個軟件，電氣工程師是在這個軟件上，根據(jù)說明書指導(dǎo)，修改一些參數(shù)。最重要的一般是增益、電機型號、扭矩限制等。一般情況下，有一個加速時間，這個時間的單位是毫秒。默認是200。參考說明書，是這樣定義的，達到3000r/min的時間，是0.2秒。這是電機的最大能力。這個數(shù)不能再小了。大部分伺服電機都是這樣的。

如果經(jīng)過機械工程師的設(shè)計計算，我不需要那么大的加速度。那么就要計算出這個加速度的值，折算成從零加速至3000轉(zhuǎn)的時間，然后寫入?yún)?shù)。例如1000.改完之后，就會發(fā)現(xiàn)電機的加速明顯緩和了，沖擊不那么大了。

從另一個角度看待這個問題。如果經(jīng)過計算你減小了加速度，那么你需要的啟動扭矩就可以減小一點。就可能可以選擇一個小功率的電機。但是如果電機安裝上之后，仍然按照0.2秒的加速度運行。那有可能會過載報警。因為啟動扭矩過大。

我的這個認識也不一定完全正確，歡迎討論。

zhouzhangjian

首先根據(jù)能量守恒定律算出直線運動部分的等效慣量  ½mv2=½Jω2   對于齒輪齒條齒條速度v=rω    帶入求得J=mr2          慣量I=Jα   α角加速度

勿擾意志

路過看看

xiaobing86203

建議樓主按如下計算 表格，考慮周全，各種工況都需要計算進去

quegfeng

這個主要克服就是重力啊，不是慣量。想想要提升30kg的重物，電機出力要多大。

張曉剛zxg

菜鳥學(xué)習(xí)了

青春給了誰.....

xiaobing86203 發(fā)表于 2017-12-15 20:38
建議樓主按如下計算 表格，考慮周全，各種工況都需要計算進去

謝謝大俠！學(xué)習(xí)了

青春給了誰.....

冷月梧桐 發(fā)表于 2017-12-15 20:36
我表示你帶不動，電機需要剎車的來著
400W，按3000轉(zhuǎn)，T=9550*0.4/3000=1.27n*m
齒輪分度圓半徑r=M*Z/2=1 ...

大俠按照樓主的速度算出轉(zhuǎn)速是60rpm

水水5

電機不動，齒條移動，其實齒條的慣量就是MR^2,
質(zhì)量乘以半徑的平方，質(zhì)量是所有移動物體的質(zhì)量，半徑是帶動齒條的齒輪的節(jié)圓半徑。