电机减速机选型计算

会计学1电机减速机选型计算输出端传动方式减速机输出端主要应用方式有以下三种齿轮齿条丝杆导轨纯转动第1页/共17页齿轮齿条受力分析与计算齿轮齿条传动时。齿轮旋转为主动。齿轮轴横向位移为从动。根据受力平衡。图中其中a是设备运行加速度，μ是摩擦因数。（因为加速时力矩最大所以此处，仅考虑加速时候的情况）第2页/共17页齿轮齿条受力计算从上面的公式中可以得出：D为齿轮分度圆直径，D=mz。T2即为减速机需要给齿轮提供的力矩。选出减速机最大输出力矩必须高于此数值。第3页/共17页齿轮齿条减速比确定减速比的确定需要以设备的运行速度来计算。假设设备运行速度为V。减速机输出转速为n2。那么，所以其中n1为电机额定转速,一般数值为2000rpm或者3000rpm。第4页/共17页减速机型号确定目前已经得出了减速机所需要的最大加速力矩和它需要的减速比。接下来就是从APEX减速机资料上寻找合适的减速机。假如计算得出，最大力矩650Nm，减速比5。如下图所示：（AB减速机最大力矩为额定力矩的1.8倍）减速机应该选到AB142-005。如果选AB115-005那么力矩上面就会有所不足。当然，从另一方面来说，计算出来的T2除以i，即为电机所需要达到的力矩。因为减速机本身不带任何动力，所以电机力矩上必须大于T2/i。第5页/共17页选型核算因为整个运动系统包含了减速机和电机，若只针对减速机进行计算经常会出现一定偏差。这个偏差往往出现在电机惯量匹配上，以及减速机与电机尺寸匹配问。转动惯量的要求是负载惯量折算到电机轴上时J，与电机的转动惯量J0之间的比值。这个比值在5以内算是正常范围，要求响应快的应该在3以内，最佳匹配为1:1。尺寸上，因为AB减速机输入端轴承纳入臂架这一个专利。所以它的输入轴没有太大的轴径选项。因此对减速机选型时候有特别指出的尺寸要求——减速机输入轴(资料上尺寸C3)必须大于电机输出轴。第6页/共17页选型核算齿轮齿条的转动惯量计算方式：因旋转部分为齿轮。且旋转力传导的半径为D/2，所以在转动惯量上，相当于把负载所有的质量都集中在齿轮分度圆上来旋转。即可得负载折算到出齿轮（减速机输出轴）的转动惯量：折算到减速机输入轴（电机输出轴的惯量）：其中：J1为减速机转动惯量。查看J与J0的比值是否在正常范围内，若比值太高，需要选用更大惯量的电机。第7页/共17页丝杆选型丝杆一般用在运行速度较慢的设备上，即需要的总减速比较高的情况。因为丝杆本身就带有一定的减速比。而设备运行速度确定后与电机之间的总减速比一定，预留给减速机的减速比与齿轮齿条相比，就少了很多，如果设备运行速度快，可能减速机的减速比还不足3，这情况无法选出合适的减速机。第8页/共17页丝杆受力分析如右图。d为导程。R为丝杆有效半径。丝杆在转动的时候，上面的套筒会在一个“斜坡”上工作。这个斜坡如右边所示，以旋转一周为例，横向长度高度d。其中F1为丝杆旋转时产生的切线推力，F2为丝杆通过“斜坡”产生的横向推力，F为合力，方向垂直于斜坡平面。第9页/共17页丝杆受力计算通过上面的分析，我们可以得出加速时：得出公式中可视为丝杆传动的有效半径。第10页/共17页减速机型号确定丝杆每转动一圈，套筒横向位移d。假设设备运行速度为V，那么：再根据之前计算出来的最大加速力矩，和之前所讲解的选型原则，确定减速机型号。第11页/共17页选型核算这里依旧是核算电机惯量是否匹配问题。确定电机大小后再判断减速机输入轴与电机轴匹配。在之前丝杆力矩计算当中，我这里从公式：中指出了，有效半径，它的物理含义——力矩T2通过有效半径，满足了F2的输出要求，那么对于负载的转动惯量，也就相当于全挂在了有效半径的上面。第12页/共17页选型核算所以负载折算到丝杆（即减速机输出轴）的转动惯量J2为：折算到电机轴上的惯量J为：计算出来后查看J与J0的比值。若太大，请选择更高惯量电机。第13页/共17页纯转动选型纯转动时力矩大小与转动加速度，和负载转动惯量有关系。是设备的旋转速度，t是加速时间。J为负载转动惯量。减速比计算略（纯转动只需查看减速机部分需要分配的减速比即可）第14页/共17页纯转动惯量计算因为负载形状不同。对于纯转动的惯量计算是一个比较复杂的过程。不规则的负载形状，应划分为多块常见模型分别计算后，再总和起来。计算的时候，转动惯量公式总则为：其中R为有效半径。如细圆环可取圆环(r1+r2)/2为有效半径，矩形旋转可取矩形L/2为有效半径。圆盘可取作为有效半径。其它形状有效半径公式很多，具体可上网查找。第15页/共17页纯转动惯量核算与之前方法一样，通过算出的J2查看比值，确定电机惯量是否合适。第16页/共17页