機械社區(qū)

標題: 伺服電機：齒輪齒條垂直負載的慣量計算問題 [打印本頁]

作者: 學峰_jsgOt 時間: 2017-12-15 18:39
標題: 伺服電機：齒輪齒條垂直負載的慣量計算問題
如圖所示，設計一個類似上下滑動機構，

伺服電機選用400w電機電機軸14mm ；
齒輪模數1.5 齒數24 基準圓直徑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矩和啟動慣量是怎么計算的呢？關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，結果不重要，重要的是過程。

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

作者: zhouzhangjian 時間: 2017-12-15 19:39
首先根據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

作者: 勿擾意志 時間: 2017-12-15 19:50
路過看看

作者: 冷月梧桐 時間: 2017-12-15 20:36
本帖最后由冷月梧桐于 2017-12-15 20:38 編輯

我表示你帶不動，電機需要剎車的來著
400W，按3000轉，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

作者: xiaobing86203 時間: 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

作者: quegfeng 時間: 2017-12-15 20:46
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。

作者: 張曉剛zxg 時間: 2017-12-15 21:45
菜鳥學習了

作者: 青春給了誰..... 時間: 2017-12-15 22:00

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！學習了

作者: 青春給了誰..... 時間: 2017-12-15 22:15

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，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速是60rpm

作者: 水水5 時間: 2017-12-15 23:35
電機不動，齒條移動，其實齒條的慣量就是MR^2,
質量乘以半徑的平方，質量是所有移動物體的質量，半徑是帶動齒條的齒輪的節(jié)圓半徑。

作者: destiny0991 時間: 2017-12-16 09:08
齒條節(jié)距是什么鬼？齒條也只有模數應該是1.5.

作者: 水水5 時間: 2017-12-16 09:32
非也，非也，
扭矩要考慮加速度，扭矩等于轉動慣量乘以角加速度。
轉動慣量的計算，可以用solidworks，也可以繞過回轉運動，以直線運動的方式計算

社區(qū)里有一本書，伺服電機的選型計算，你可以搜搜。

作者: 林希9527 時間: 2017-12-16 09:38
水水大俠，見多識廣，知識淵博！我有一個疑問，齒輪齒條傳動，水平和豎直的區(qū)別在哪里？

作者: yomen 時間: 2017-12-16 10:16
你給的齒距就已經錯了，1.5模的齒距應該是4.71

作者: 依樓丶靜聽雨 時間: 2017-12-17 20:22
樓主我沒有積分威望，你下載的那個伺服電機計算那個文件能給我一份嗎？384879093@qq.com謝謝了！

作者: 丹楓911 時間: 2017-12-17 20:32

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，T=9550*0.4/3000=1.27n*m
齒輪分度圓半徑r=M*Z/2=1 ...

這個必須加減速機啊，不加減速機你算算速度是多少啊

作者: wx_Oh1o1Gxx 時間: 2017-12-18 08:49
我們經常在設計轉動機構時，校核終端旋轉體的轉動慣量與動力源電機慣量的匹配值，這是比較常規(guī)的情況，如果終端是直線運動的物體，就需要把直線運動的慣量先轉化為等效轉動慣量，然后在進行慣量匹配

作者: 水水5 時間: 2017-12-18 17:05

林希9527 發(fā)表于 2017-12-16 09:38
水水大俠，見多識廣，知識淵博！我有一個疑問，齒輪齒條傳動，水平和豎直的區(qū)別在哪里？

慚愧，這個問題不好回答啊，其實我實際的經驗很少啊
我感覺水平和豎直的區(qū)別就是重力。
首先是滑塊的受力。
其次是絲桿收到一個恒定的阻力。那么可能就得驗算絲桿的失穩(wěn)（細長桿失穩(wěn)）
下降時可能會對電機有個反作用力，別飛車。

別的就不知道了，請真正有經驗的大俠多多指導。

作者: 華子324 時間: 2017-12-19 09:32
主要是兩點，一個是帶動這么重的負載，需要多大的扭矩；再一個，確定速度以及加減速時間來確定加速或加速需要的扭矩。還需要加一個安全系數。垂直狀態(tài)下使用一般要加剎車或其他的制動措施。

作者: 唐戰(zhàn)國 時間: 2017-12-19 13:22
這個是東方馬達的電機選型軟件，里面有齒輪齒條機構，樓主可以參考一下

作者: 海灣的夢 時間: 2017-12-20 09:53
收獲很多。

作者: hxj2017 時間: 2017-12-20 09:58
提示: 作者被禁止或刪除內容自動屏蔽

作者: 鋒wyf 時間: 2017-12-20 15:10

水水5 發(fā)表于 2017-12-16 09:32
非也，非也，
扭矩要考慮加速度，扭矩等于轉動慣量乘以角加速度。
轉動慣量的計算，可以用solidworks，也 ...

表示想要沒積分

作者: 鋒wyf 時間: 2017-12-26 08:47

鋒wyf 發(fā)表于 2017-12-20 15:10
表示想要沒積分

1300414286@qq.com 謝了

作者: 觸不可_OiBKZ 時間: 2017-12-26 14:46

鋒wyf 發(fā)表于 2017-12-20 15:10
表示想要沒積分

水水，我也想要，最近每天都話半個小時個把小時的時間，逛論壇。1482262670@qq.com

作者: 觸不可_OiBKZ 時間: 2017-12-26 15:26
樓主，我好窮，我想要那個選型書。1481161670@qq.com。謝謝樓主，好人一生平安

作者: dusben 時間: 2018-8-16 20:47

水水5 發(fā)表于 2017-12-16 09:32
非也，非也，
扭矩要考慮加速度，扭矩等于轉動慣量乘以角加速度。
轉動慣量的計算，可以用solidworks，也 ...

我沒有積分我需要樓主的資料，非常感謝
郵箱182415514@qq.com

作者: southn 時間: 2018-12-26 09:40
我也想要，積分不夠，需要樓主的選型資料，非常感謝，1270303791@qq.com

作者: 遠行的風-1 時間: 2019-1-11 14:19
大家好，這份資料還有嗎？我的積分不夠，需要樓主的選型資料，非常感謝，949290806@qq.com

作者: 小機123 時間: 2019-1-11 14:37
直驅400W帶不動，我在想你為什么要用伺服電機而不用其余的更加便宜的電機

作者: meix1984 時間: 2019-4-19 13:31
電機扭矩的計算涉及到2部分：
1.克服驅動機構的摩擦轉矩TL
2.克服負載和電機轉子慣量的啟動轉矩TS
電機扭矩T=（TL+TS）*S S：安全系數

作者: juliana_wang 時間: 2019-7-2 08:46
摩擦轉矩怎么計算呀

作者: 13995936456 時間: 2019-7-10 16:48
樓主你這個設備最后做出來了嗎？最后選用多大的電機？

作者: niulean 時間: 2019-9-19 11:48

作者: wll19821016 時間: 2019-9-19 12:25

水水5 發(fā)表于 2017-12-15 23:35
電機不動，齒條移動，其實齒條的慣量就是MR^2,
質量乘以半徑的平方，質量是所有移動物體的質量，半徑是帶 ...

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，還是普通電機都有這個要求冒昧了，球指點啊

作者: 水水5 時間: 2019-9-19 21:22

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，伺服電機的伺服驅動器會有一系列參數需要改動。例如臺達的，有一個軟件，電氣工程師是在這個軟件上，根據說明書指導，修改一些參數。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。這個數不能再小了。大部分伺服電機都是這樣的。

如果經過機械工程師的設計計算，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轉的時間，然后寫入參數。例如1000.改完之后，就會發(fā)現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。

作者: 緣淺 時間: 2019-9-19 21:32

作者: wll19821016 時間: 2019-9-29 15:21

水水5 發(fā)表于 2019-9-19 21:22
以伺服為例，其他的以伺服為參考，但是是否可調節(jié)要注意。
參考速度時間曲線，一般有三段，加速勻速減速 ...

感謝啊，、我求問的就是加速時間的設定。就是電機選型的時候要求加速時間。
看了老哥的回答我覺得有必要學一學相關的學科了，不能再刻意的忽略這些知識了

普通電機啟動的時候，也沒啥軟件控制，就是電流大一些，這個加速時間是不是由電機本身屬性確定的

作者: aa79365520 時間: 2019-9-29 15:33

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，T=9550*0.4/3000=1.27n*m
齒輪分度圓半徑r=M*Z/2=1 ...

哈哈哈我看到直接拿3000去算就有點兒厲害了

作者: aa79365520 時間: 2019-9-29 15:34

水水5 發(fā)表于 2019-9-19 21:22
以伺服為例，其他的以伺服為參考，但是是否可調節(jié)要注意。
參考速度時間曲線，一般有三段，加速勻速減速 ...

一看就是電氣的哈哈

作者: 13995936456 時間: 2019-9-30 10:26

水水5 發(fā)表于 2017-12-15 23:35
電機不動，齒條移動，其實齒條的慣量就是MR^2,
質量乘以半徑的平方，質量是所有移動物體的質量，半徑是帶 ...

就是1/4mD^2

作者: a19783307 時間: 2019-9-30 11:41

丹楓911 發(fā)表于 2017-12-17 20:32
這個必須加減速機啊，不加減速機你算算速度是多少啊

這個直線運動，慣量比通常按照正常范圍即可，也不是做旋轉的，你現在主要考慮你電機的啟動扭矩是否滿足，你根據節(jié)拍要求，將電機的加速區(qū)及減速區(qū)計算理論分配出時間，并將負載形式轉換成慣量，結合系統(tǒng)自身慣量去計算你加速器時，需要的轉動慣量，是否跟電機成正比。一般伺服電機你這種，形式使用可以達到1：10.如還不明白請去查看MISUMI 選型手冊后面的計算篇幅，你會得到很大啟發(fā)。這個加減速時間，是需要你自己誰定的，加速時間越短，你需要選用電機的啟動扭矩越大。電機的功率，不等于啟動功率。你自己查下你選擇電機的參數就知道了。

作者: suorongbin 時間: 2019-12-6 09:15
樓主我沒有積分威望，你下載的那個伺服電機計算那個文件能給我一份嗎？450763722@qq.com謝謝了！

作者: 志超ai 時間: 2019-12-6 09:53
樓主我沒有積分威望，你下載的那個伺服電機計算那個文件能給我一份嗎？905062798@qq.com謝謝了！

作者: wcc2020 時間: 2019-12-30 21:08
下載學習一下，謝謝分享

作者: abclancheng 時間: 2020-2-13 13:36
有點緊張

作者: 陳傳璋 時間: 2021-1-15 17:33
真好用，謝謝

作者: 展翅飛翔2018 時間: 2021-1-16 16:33
這些結構都得帶減速機的，不能直接齒輪和電機直連，直連電機扭矩承受不了，而且首先要知道，電機軸帶動的這套裝置的總負重是多少，在進行選型，減速機定了，看選型電機夠不夠用，不夠用選大的電機；電機定了，選型選減速比大的減速機，反正從經濟性基礎達到產品需求，記得要保證安全系數哦

作者: fuyu389 時間: 2021-6-3 18:33

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

騙子，沒有齒輪齒條的

作者: xue428032 時間: 2021-6-3 22:18

zhouzhangjian 發(fā)表于 2017-12-15 19:39
首先根據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 ...

看這個。。。。。。

作者: zhus1210 時間: 2021-6-10 17:37
太復雜了

作者: biesan0908 時間: 2021-8-3 10:38
有詳細的計算過程嗎？

作者: s5781981 時間: 2021-8-3 22:28
看了半天也是醉了

作者: 妖洞兩拐 時間: 2023-10-31 09:21

水水5 發(fā)表于 2017-12-16 09:32
非也，非也，
扭矩要考慮加速度，扭矩等于轉動慣量乘以角加速度。
轉動慣量的計算，可以用solidworks，也 ...

大神，我也想要396321030@QQ.COM，謝謝

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