伺服電機(jī)：齒輪齒條垂直負(fù)載的慣量計(jì)算問(wèn)題

學(xué)峰_jsgOt

如圖所示，設(shè)計(jì)一個(gè)類似上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，

• 伺服電機(jī)選用400w電機(jī) 電機(jī)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(fù)載30kg；
• 運(yùn)動(dòng)速度是1s 跑100多mm，齒條的節(jié)距是3.6mm，也就是說(shuō)齒輪轉(zhuǎn)1圈半就停止了。我感覺(jué)夠嗆能帶動(dòng)。
  

那么問(wèn)題來(lái)了 這種齒輪齒條的工作轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)慣量是怎么計(jì)算的呢？關(guān)鍵是有個(gè)齒輪齒條蒙圈了。
請(qǐng)哪位大咖給貼個(gè)計(jì)算過(guò)程圖啊，結(jié)果不重要，重要的是過(guò)程。




補(bǔ)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(dòng)，電機(jī)需要?jiǎng)x車的來(lái)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(jī)提升力F=T/r=70n
豎直使用G=mg=30x10=300n
建議：電機(jī)加一個(gè)1:10的減速機(jī)，電機(jī)理論出力可達(dá)到700N
其他不懂，歡迎拍磚

水水5

wll19821016 發(fā)表于 2019-9-19 12:25
請(qǐng)教大俠，計(jì)算氣動(dòng)扭矩的時(shí)候，所要求的電機(jī)氣動(dòng)時(shí)間是怎么確定的呢，無(wú)論是伺服還是步進(jìn)，還是普通電機(jī) ...

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(shí)間曲線，一般有三段，加速勻速減速。我理解你所指的啟動(dòng)時(shí)間即加速時(shí)間。以下論述以加速時(shí)間代替啟動(dòng)時(shí)間。我認(rèn)為這樣更貼切。

一般情況下，伺服電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器會(huì)有一系列參數(shù)需要改動(dòng)。例如臺(tái)達(dá)的，有一個(gè)軟件，電氣工程師是在這個(gè)軟件上，根據(jù)說(shuō)明書指導(dǎo)，修改一些參數(shù)。最重要的一般是增益、電機(jī)型號(hào)、扭矩限制等。一般情況下，有一個(gè)加速時(shí)間，這個(gè)時(shí)間的單位是毫秒。默認(rèn)是200。參考說(shuō)明書，是這樣定義的，達(dá)到3000r/min的時(shí)間，是0.2秒。這是電機(jī)的最大能力。這個(gè)數(shù)不能再小了。大部分伺服電機(jī)都是這樣的。

如果經(jīng)過(guò)機(jī)械工程師的設(shè)計(jì)計(jì)算，我不需要那么大的加速度。那么就要計(jì)算出這個(gè)加速度的值，折算成從零加速至3000轉(zhuǎn)的時(shí)間，然后寫入?yún)��?shù)。例如1000.改完之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)電機(jī)的加速明顯緩和了，沖擊不那么大了。

從另一個(gè)角度看待這個(gè)問(wèn)題。如果經(jīng)過(guò)計(jì)算你減小了加速度，那么你需要的啟動(dòng)扭矩就可以減小一點(diǎn)。就可能可以選擇一個(gè)小功率的電機(jī)。但是如果電機(jī)安裝上之后，仍然按照0.2秒的加速度運(yùn)行。那有可能會(huì)過(guò)載報(bào)警。因?yàn)閱��?dòng)扭矩過(guò)大。

我的這個(gè)認(rèn)識(shí)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(yùn)動(dòng)部分的等效慣量  ½mv2=½Jω2   對(duì)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(guò)看看

xiaobing86203

建議樓主按如下計(jì)算 表格，考慮周全，各種工況都需要計(jì)算進(jìn)去

quegfeng

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

張曉剛zxg

菜鳥學(xué)習(xí)了

青春給了誰(shuí).....

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

謝謝大俠！學(xué)習(xí)了

青春給了誰(shuí).....

冷月梧桐 發(fā)表于 2017-12-15 20:36
我表示你帶不動(dòng)，電機(jī)需要?jiǎng)x車的來(lái)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(jī)不動(dòng)，齒條移動(dòng)，其實(shí)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(dòng)物體的質(zhì)量，半徑是帶動(dòng)齒條的齒輪的節(jié)圓半徑。