伺服電機：齒輪齒條垂直負載的慣量計算問題

學峰_jsgOt

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

冷月梧桐

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

水水5

wll19821016 發表于 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。

zhouzhangjian

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

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

菜鳥學習了

青春給了誰.....

xiaobing86203 發表于 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

青春給了誰.....

冷月梧桐 發表于 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

水水5

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圓半徑。