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機械社區

標題: 請教蝸輪減速的計算 [打印本頁]

作者: duanyz 時間: 2018-3-10 20:33
標題: 請教蝸輪減速的計算
最近給環球回轉工作臺加了個步進電機，想做小沖床的自動旋轉臺。
電機用的是57加長步進，標稱2nm。

回轉臺型號是200型的，盤面直徑200，蝸輪齒數90齒，我尋思90齒的減速比好大，如果步進電機是300轉的話，回轉工作臺才4轉不到。

怕太慢了，所以用2：1的同步輪來傳動，讓轉盤能運行在7轉/分鐘左右。

裝好后一試，電機竟然不夠力，那個轉盤，用手指頂一下，就能堵轉。

這讓我大惑不解，按以前的經驗，57步進+絲杠+鑄鐵燕尾滑臺，載重100斤，是完全沒問題的啊。

難道絲杠的減速比比這個1：45的蝸輪更大？

請大家教教我怎么計算這個轉臺的力矩，像目前堵轉這樣的情況，正常嗎？

http://player.youku.com/player.php/sid/XMzQ1MTUzMzU3Ng==/v.swf

作者: 曉昀 時間: 2018-3-10 21:39
本帖最后由曉昀于 2018-3-10 21:53 編輯

轉動的時候吱--吱--吱的那個聲音是什么地方產生的？
手勾一個簡單的傳動鏈發上來看看。

作者: duanyz 時間: 2018-3-10 21:58

曉昀發表于 2018-3-10 21:39
轉動的時候吱--吱--吱的那個聲音是什么地方產生的？
手勾一個簡單的傳動鏈發上來看看。

那是電機的聲音。大力鉗右邊有根黑色的同步帶和兩個輪

作者: 未來第一站 時間: 2018-3-10 22:56
本帖最后由未來第一站于 2018-3-10 22:57 編輯

1，1：45我感覺你的傳動比小了，同類型的產品電機驅動的有，你是自己改的步進電機，參數有總傳動比要1:120。
2，你這個不能和絲桿比，這個沒法和絲杠比。
你可以用下面這個簡化公式算一下
T1=uWg*p/2π*0.85
u(摩擦系數)鑄件取0.1吧中間數
W你的載重100斤=50kg
p絲杠螺距你沒說我猜個數估計你用的也不會太大0.005m
0.85我給的是絲杠傳動效率
T1=0.1*50*10*0.005/2*3.14*0.85=0.05Nm
所以用絲杠扭矩會很小，這里唯一出入大的就是螺距你最大先10mm最后的結果也就是0.1Nm
3.57步進電機也有好幾種扭矩從0.4——2Nm都有不知道你選的哪一個？
4.要嗎一級別升速了改為減速2：1，要嗎選大號電機，你這個2Nm的懸。
5.當然以上是在假設你回轉工作臺本身沒毛病的前提下。

作者: liufei0368 時間: 2018-3-11 00:24
以我的實際經驗來看，不是力矩不夠，而是你設計的工作臺可能自己用手轉都需要一定的力氣，正常回轉工作臺如果用回轉軸承的話，基本上只需要非常小的力矩就可以驅動工作臺旋轉了！

作者: duanyz 時間: 2018-3-11 09:06

liufei0368 發表于 2018-3-11 00:24
以我的實際經驗來看，不是力矩不夠，而是你設計的工作臺可能自己用手轉都需要一定的力氣，正常回轉工作臺如 ...

這種回轉工作臺是沒有軸承的，軸套+鑄鐵盤面和底座的滑動。
原工作臺是手動的，蝸桿上有個直徑100mm的手輪，搖起來正常的。

作者: duanyz 時間: 2018-3-11 09:10

未來第一站發表于 2018-3-10 22:56
1，1：45我感覺你的傳動比小了，同類型的產品電機驅動的有，你是自己改的步進電機，參數有總傳動比要1:120 ...

師傅，你不要算絲杠的工況啊，請你幫我算下這個回轉臺蝸輪減速的力矩。

電機是加長的，標稱2Nm。蝸輪1：45的減速比，這個200直徑盤面的回轉臺最大能讓多大的重量轉起來？

作者: 702736 時間: 2018-3-11 09:16
這里有一個保持轉矩的問題，300轉應是該電機的最高轉速，此時輸出遠沒有2NM的。
看看那驅動器有沒調速的。
那渦輪減速器速比大，效率太低。
試試那轉動臺轉動實際大約要多少扭矩。

作者: 702736 時間: 2018-3-11 09:18

duanyz 發表于 2018-3-11 09:10
師傅，你不要算絲杠的工況啊，請你幫我算下這個回轉臺蝸輪減速的力矩。

電機是加長的，標稱2Nm。蝸輪1 ...

應在10NM以下

作者: 曉昀 時間: 2018-3-11 10:42

duanyz 發表于 2018-3-10 21:58
那是電機的聲音。大力鉗右邊有根黑色的同步帶和兩個輪

工作臺承受的最大載荷是多少？要求工作臺轉速是7r/min？

作者: duanyz 時間: 2018-3-11 11:21

曉昀發表于 2018-3-11 10:42
工作臺承受的最大載荷是多少？要求工作臺轉速是7r/min？

假設是450轉2Nm電機，45倍蝸輪減速，200直徑回轉工作臺，回轉工作臺無軸承，臺面跟座是鑄鐵滑動，這種配置，

如果按計算的方法，工作臺能承受多大的載荷？最好有計算過程

作者: 曉昀 時間: 2018-3-11 11:35
不知道工作臺承受的最大載荷的話，你的電機是如何選擇的？計算是從回轉工作臺往前（電機端）推著算的。

作者: duanyz 時間: 2018-3-11 12:39

曉昀發表于 2018-3-11 11:35
不知道工作臺承受的最大載荷的話，你的電機是如何選擇的？計算是從回轉工作臺往前（電機端）推著算的。

那我們假設是100斤好了

作者: xiaobing86203 時間: 2018-3-11 15:15
安全系數設小了，最起碼要2倍以上。

作者: 曉昀 時間: 2018-3-11 16:07
本帖最后由曉昀于 2018-3-11 16:12 編輯

附件是計算過程。我把你給的已知條件整理后，寫了一個簡單的計算過程。有不對的地方，可以一起討論。今天看到論壇里有很久以前的一個類似的帖子也在問這個問題，就把計算過程整理出來，大家一起學習討論。

我把文件直接截成圖片，貼上來，免得大家下載還要扣積分。

作者: 張標標 時間: 2018-3-11 18:40
很厲害

作者: duanyz 時間: 2018-3-11 19:37

曉昀發表于 2018-3-11 16:07
附件是計算過程。我把你給的已知條件整理后，寫了一個簡單的計算過程。有不對的地方，可以一起討論。今天看 ...

先表示感謝，再慢慢學習。

作者: ywjianghu 時間: 2018-3-12 08:43
樓主，現在步進電機的加減速時間和最高轉速各是多少？
還有電機型號驅動型號驅動電壓設定參數。
這種結構我經常應用。

作者: duanyz 時間: 2018-3-12 08:56

ywjianghu 發表于 2018-3-12 08:43
樓主，現在步進電機的加減速時間和最高轉速各是多少？
還有電機型號驅動型號驅動電壓設定參數。
這種結構 ...

感謝你的支持，電機的具體型號不詳，就是57的電機長度是100的，出軸10mm。
我開始用tb6600的驅動器 + 36v3a + 2細分，跑300轉，能轉起來，但沒力，手一按轉臺電機就堵轉。

后換了一個能上ac110v的驅動器，用36v5a+2細分，跑300轉，有力了，按不停，跑500轉能轉但力道就不行了。

腦子里老是想著57電機+絲杠能驅動那么大的負載，這蝸輪那么高的減速倍數竟然如此無力。

主要是跟我想象的差別太大，有點迷惑。

開始還想著如果這個能成功的，就用這個改個a軸，看來這個還是不適合，空走太慢了。

作者: duanyz 時間: 2018-3-12 08:58

ywjianghu 發表于 2018-3-12 08:43
樓主，現在步進電機的加減速時間和最高轉速各是多少？
還有電機型號驅動型號驅動電壓設定參數。
這種結構 ...

忘了說加速度是200mm‘s/sec/sec

作者: ywjianghu 時間: 2018-3-12 09:09

duanyz 發表于 2018-3-12 08:58
忘了說加速度是200mm‘s/sec/sec

不知道你用的什么信號源。一般我使用幾十毫秒到一百多毫秒時間上升到最高速度來編加速度。
57步進電機和驅動型號選合適，國產的，我也有上到1000多轉應用的。
你的思路并沒問題，只是還需要根據實際情況調整一下參數。

作者: 不是高級工程師 時間: 2018-3-12 10:23
看多了，腦子混亂了

作者: duanyz 時間: 2018-3-12 10:48

ywjianghu 發表于 2018-3-12 09:09
不知道你用的什么信號源。一般我使用幾十毫秒到一百多毫秒時間上升到最高速度來編加速度。
57步進電機和 ...

空載可上高速，帶載就不行了。

作者: 702736 時間: 2018-3-13 09:03

duanyz 發表于 2018-3-12 08:56
感謝你的支持，電機的具體型號不詳，就是57的電機長度是100的，出軸10mm。
我開始用tb6600的驅動器 + 36 ...

可以的。主要是樓主對步進電機的基本性能了解不夠。我估計只要把速比選在12左右，電機轉速在100以下，選擇好控制器和驅動器就可以達到要求了。
至于轉臺的扭矩問題，做一個小實驗就知道了，大致應在7NM左右。15樓的思路基本對的，只是計算過程錯的較多。

作者: duanyz 時間: 2018-3-13 10:30
本帖最后由 duanyz 于 2018-3-13 10:47 編輯

702736 發表于 2018-3-13 09:03
可以的。主要是樓主對步進電機的基本性能了解不夠。我估計只要把速比選在12左右，電機轉速在100以下，選 ...

請教，7Nm是指7Nm/90=0.07777778Nm就能讓轉盤轉起來對嗎？

我還有一個想知道的，電機標稱的轉矩是2Nm，這里面的力臂長度是m，那在我的這個例子中，這個實際的力臂是指那個尺寸呢？

作者: 702736 時間: 2018-3-13 10:42

duanyz 發表于 2018-3-13 10:30
請教，當蝸輪輸入扭矩在7Nm的時候，回轉臺能讓7*90=630n的重量轉起來嗎？

我還有一個想知道的，電機標 ...

當蝸輪輸出扭矩在7NM的時候，就可讓轉臺轉起來了。
電機標稱的是靜態轉矩，是2NM，實際在300轉的時候可能只有0.1-0.2NM。
扭矩的概念可復習物理或電機拖動等基礎書籍。比如你的著力點是在200直徑的轉臺外周，那力臂就是0.1m。

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