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機械社區

標題: 有運動力學的高手幫忙算一下小齒輪需要多少扭矩 [打印本頁]

作者: 357682767 時間: 2018-10-20 12:11
標題: 有運動力學的高手幫忙算一下小齒輪需要多少扭矩
幫忙計算一下

補充內容 (2018-10-22 08:19):
上圖寫錯了，中型齒輪分度圓φ150

作者: 起個名字好糾結 時間: 2018-10-20 12:53
大齒輪輸出扭矩是多少？

作者: 357682767 時間: 2018-10-20 12:59

起個名字好糾結發表于 2018-10-20 12:53
大齒輪輸出扭矩是多少？

大齒輪是圓盤上的惰輪，就是求轉動這個大齒輪的扭矩

作者: 起個名字好糾結 時間: 2018-10-20 13:33

357682767 發表于 2018-10-20 12:59
大齒輪是圓盤上的惰輪，就是求轉動這個大齒輪的扭矩

不會算啊，兄弟~

以前做離心式壓縮機的時候玩過，早忘記了

機械設計手冊上有電機選用一章，怎么算功率，轉速。。來選擇電機，翻出來看看吧！

盡可能選用功率大點的吧，發熱小，電機使用壽命長~~呵呵。。。幫不了你不好意思了！

作者: 苦海無邊123 時間: 2018-10-20 13:44
你中齒輪齒數應該是40吧，你自己核一下。這個應該是純慣量的負載，我給你估摸算算

作者: MATRIXIV 時間: 2018-10-20 13:49
轉矩=轉動慣量×角加速度,可求大齒輪加速所需扭矩,按速比求電機參數,中齒輪分度圓150

作者: 曉昀 時間: 2018-10-20 14:00
算出的數據這么小！

哪位社友也計算下，看看是不是哪里計算錯了？
(, 下載次數: 50)

作者: 苦海無邊123 時間: 2018-10-20 14:10
馬達轉速需大于386rpm，輸出扭矩大于10N·m，安全系數取的1.4左右，加減速時間取的0.45s。

作者: 苦海無邊123 時間: 2018-10-20 14:23
圖片弄半天

(, 下載次數: 53)

作者: a2336128 時間: 2018-10-20 17:44
標記！

作者: 塵世天涯 時間: 2018-10-20 18:42
這個題目本身表述不清
1.3秒轉過90度，初始速度是多少？轉到位是要求的速度是多少？

如果初始速度不為零，這個題目就出錯了，應該以要求最嚴苛的啟動過程來進行驗算

如果是從零開始加速，90度以后停止，就可以直接開始求解了（90度以后達到最大速度也可以開始求解，只是計算方法有些不用）

首選找一個三維軟件，把大齒輪的模型做出來，直接測量自身的轉動慣量，假設為J0（你只提供質量和尺寸是無法計算的到轉動慣量的，因為不清楚質量分布）

加速度根據前面的假設，選取對系統要求最低的三角形曲線，求得加速度：s=1/2at2 a=2*Pi/2/2/1.3/1.3 （這里的s應該等于Pi/2/2）

大齒輪的加速扭矩 T0 = J0 * a

剩下的是不是就很簡單了，考慮上傳動效率，減速比，折算一下就可以了。得到的小齒輪驅動扭矩T1，去跟步進電機的啟動扭矩比較，啟動扭矩大于T1就可以了

將前面大齒輪的最大速度V0= 1/4/1.3*2 rpm 折算到小齒輪上得到小齒輪的最大轉速V1

再次驗證步進電機在V1轉速下的輸出扭矩需大于T1

作者: 遠祥 時間: 2018-10-21 18:39
這個算二級減速。

作者: 357682767 時間: 2018-10-22 08:01

起個名字好糾結發表于 2018-10-20 13:33
不會算啊，兄弟~

以前做離心式壓縮機的時候玩過，早忘記了

謝謝！好人一生平安！

作者: 357682767 時間: 2018-10-22 08:05
本帖最后由 357682767 于 2018-10-22 08:18 編輯

苦海無邊123 發表于 2018-10-20 13:44
你中齒輪齒數應該是40吧，你自己核一下。這個應該是純慣量的負載，我給你估摸算算

哥！中齒輪是50齒，我核實過，模數3，分度圓直徑150.哥，是我寫錯了

作者: 357682767 時間: 2018-10-22 08:16

遠祥發表于 2018-10-21 18:39
這個算二級減速。

是的！哥

作者: 357682767 時間: 2018-10-22 08:39

塵世天涯發表于 2018-10-20 18:42
這個題目本身表述不清
1.3秒轉過90度，初始速度是多少？轉到位是要求的速度是多少？

大神哥您好！速度是1.3秒旋轉90°，也就是說從0開始加速-恒速-減速只用時1.3秒，大齒輪旋轉109齒，大齒輪轉速11.6r/min.
大齒輪上有很多均布的機構，加在一起是160KG，我們就視為大齒輪質量160KG，質心在中軸線上。

作者: 357682767 時間: 2018-10-22 08:45

苦海無邊123 發表于 2018-10-20 14:23
圖片弄半天

謝謝哥！圖片很好弄的，說說我的笨辦法，先用QQ截圖，然后找個QQ好友的對話框貼上去，不用發送，鼠標放在圖片上點右鍵另存為到桌面，然后就可以在論壇的回復框里點擊圖片上傳了

作者: 苦海無邊123 時間: 2018-10-22 09:48

357682767 發表于 2018-10-22 08:45
謝謝哥！圖片很好弄的，說說我的笨辦法，先用QQ截圖，然后找個QQ好友的對話框貼上去，不用發送，鼠標放在 ...

哦，截圖可以的，我試了試，哈哈。

作者: 357682767 時間: 2018-10-22 11:14

苦海無邊123 發表于 2018-10-22 09:48
哦，截圖可以的，我試了試，哈哈。

電機加速必須轉矩7.729Nm，我指能看懂這個程度了

有一點我很納悶的，電機驅動的小齒輪/中型齒輪的齒數比是1：2.5,，中型齒輪與大齒輪的齒數比1：8.7，但是大齒輪是直接與轉盤連接，也就是說大齒輪是終端，中型齒輪就相當于是個二級減速機，中型齒輪與大齒輪的1:8.7速比要不要算進總速比里面去。

作者: 357682767 時間: 2018-10-22 11:32

曉昀發表于 2018-10-20 14:00
算出的數據這么小！

哪位社友也計算下，看看是不是哪里計算錯了？

好像是這樣，但是又好像哪里不妥。大齒輪是終端，需要讓160KG的大齒輪在1.3秒（從靜止-運動-停止）旋轉90°需要48.49Nm對吧？減速比要不要算上后面大齒輪的1:8.7的速比？

作者: 357682767 時間: 2018-10-22 12:05

苦海無邊123 發表于 2018-10-20 14:23
圖片弄半天

這個公式T=（TS+TL）*S 中的S安全系數給多少合適？怎么定義呢？文化水平不高而又在努力學習中的我好迷茫呀

作者: 苦海無邊123 時間: 2018-10-22 12:53

357682767 發表于 2018-10-22 11:14
電機加速必須轉矩7.729Nm，我指能看懂這個程度了
有一點我很納悶的，電機驅動的小齒輪/中型齒輪的齒數 ...

要算的，2.5*8.7=21.75，計算代入的就是21.75

作者: 苦海無邊123 時間: 2018-10-22 12:57

357682767 發表于 2018-10-22 12:05
這個公式T=（TS+TL）*S 中的S安全系數給多少合適？怎么定義呢？文化水平不高而又在努力學習中的我好迷茫 ...

這個看工況的，是否經常啟停？是否有劇烈碰撞？加工精度是否按照標準在執行？等等，不過一般多做幾個案子就有底了，像一般平穩傳動，取1.2~1.5之間就行了，工況較惡劣的取到1.5~1.8，不過一般較少。

作者: 357682767 時間: 2018-10-22 13:48

苦海無邊123 發表于 2018-10-22 12:57
這個看工況的，是否經常啟停？是否有劇烈碰撞？加工精度是否按照標準在執行？等等，不過一般多做幾個案子 ...

謝謝哥！好人一生平安！

作者: gaojia3000 時間: 2018-10-22 14:54

曉昀發表于 2018-10-20 14:00
算出的數據這么小！

哪位社友也計算下，看看是不是哪里計算錯了？

對不對先不說，但是你這么熱心，必須給你點贊支持下。

作者: gaojia3000 時間: 2018-10-22 15:00

苦海無邊123 發表于 2018-10-20 14:23
圖片弄半天

臥槽，牛逼了。大師，表格分享下。

作者: 塵世天涯 時間: 2018-10-22 20:33

357682767 發表于 2018-10-22 08:39
大神哥您好！速度是1.3秒旋轉90°，也就是說從0開始加速-恒速-減速只用時1.3秒，大齒輪旋轉109齒，大齒輪 ...

你也說了大齒輪上有很多機構，所以大齒輪自身的轉動慣量是沒辦法手動計算的。

質量分布并不是指質心位置，同樣重量，同樣最大直徑，同樣質心位于軸線，轉動慣量可以是無數多種

作者: 357682767 時間: 2018-10-23 10:10

塵世天涯發表于 2018-10-22 20:33
你也說了大齒輪上有很多機構，所以大齒輪自身的轉動慣量是沒辦法手動計算的。

質量分布并不是指質心位 ...

是的！您說的對！大齒輪上有其他圓盤機構，但都是均布的緊固的，我們就視為一個整體。我們必須得出一個轉動慣量，一個最大的估值。然后在電機選型的時候再以1.5倍的原則選型。我們不是搞航天飛機，不需要追求絕對的精準數據。您說對吧？

作者: 李濤lt 時間: 2018-10-23 10:26
我的

理論知識需要不斷的加強

作者: 357682767 時間: 2018-10-23 10:44

gaojia3000 發表于 2018-10-22 15:00
臥槽，牛逼了。大師，表格分享下。

這表格我們這個論壇上出現了好幾次，好幾個版本了。我下載了，就是不太會用，對公式中的（加減速時間比）、（安全系數）、（外力）、（傳送帶和滾筒的機械效率）這些數據理在設備真正工況時的情況理解得不透徹。但我還是對其中的錯別字修正了，把沒用的刪除了，添加了同步帶周長，同步輪節圓的算法公式。

作者: gaojia3000 時間: 2018-10-23 10:58

357682767 發表于 2018-10-23 10:44
這表格我們這個論壇上出現了好幾次，好幾個版本了。我下載了，就是不太會用，對公式中的（加減速時間比） ...

拿走了，謝謝。有心了

作者: 塵世天涯 時間: 2018-10-23 11:11

357682767 發表于 2018-10-23 10:10
是的！您說的對！大齒輪上有其他圓盤機構，但都是均布的緊固的，我們就視為一個整體。我們必須得出一個轉 ...

如果你放了安全系數，一定要找到這個系數的出處，哪里說了要放這個系數，應該放多少，都要有出處。否則，就會成為被人挑戰的點

做設計的一定要嚴謹

而且，據我所知，選電機的時候，是沒有這個系數的

作者: 357682767 時間: 2018-10-23 11:21

塵世天涯發表于 2018-10-23 11:11
如果你放了安全系數，一定要找到這個系數的出處，哪里說了要放這個系數，應該放多少，都要有出處。否則， ...

大神！小弟才疏學淺、胸無點墨、目不識丁、才高八斗、學富五車，就是找不到這個系數的出處，如何定義、應該放多少，23樓苦海無邊123提出了一個范圍，說跟啟動頻率、碰撞之類的工況有關系，我就按他這個來實踐一下。您有更完美的答案可以指教一二！謝謝！好人一生平安！

作者: 357682767 時間: 2018-10-23 18:01

苦海無邊123 發表于 2018-10-22 12:57
這個看工況的，是否經常啟停？是否有劇烈碰撞？加工精度是否按照標準在執行？等等，不過一般多做幾個案子 ...

哥！我又納悶了。今天在選型滾珠絲桿的時候看了上銀的選型手冊，上面提到安全系數。BF座+滾珠絲桿+BK座+聯軸器+伺服電機這樣的精密配合，上銀設置的安全系數是 2

作者: 苦海無邊123 時間: 2018-10-23 19:41

357682767 發表于 2018-10-23 18:01
哥！我又納悶了。今天在選型滾珠絲桿的時候看了上銀的選型手冊，上面提到安全系數。BF座+滾珠絲桿+BK座+ ...

   我不知道總扭矩力的199kgf·mm是什么扭矩，所以為什么設置安全系數為2我也不清楚。其實你應該理解一下安全系數的定義是什么，包括樓上說我安全系數出處的兄臺也可以一起討論一下。安全系數說明白點就是給自己的計算結果留點余量，我剛接觸的時候就有經歷過：數據算得好好的，但實際使用時馬達發熱過載，因為你在計算過程中沒辦法把所有的影響因素都考慮進去。    安全系數1.2、1.5是一種說法，我也有遇到工程師在選型時，要求計算結果值不能超過允許值的80%的，所以都只是為了給自己留點余量罷了，而且馬達的規格是呈階梯式往上漲的，有時候可能你用不用算安全系數，你選的都是同一種規格的馬達。而安全系數會在某些臨界值的時候，提醒你往上選大一級。
      至于這個系數的出處，我也查了下，都沒找見，可能是直接從機械結構設計上面借鑒過來的，真是慚愧。而伺服馬達選型都沒有要求安全系數，因為伺服馬達過載能力強，選擇的時候都是用有效扭矩在選型。
      最后回到主題，樓主打算用步進馬達，我對步進馬達不是特別了解，但據我所知，步進馬達的過載能力是極差的，所以在計算選型時，請使用加減速時的最大力矩去計算，如果你的數據都比較精確，使用工況也比較好的話，安全系數取到1.2，最多1.5是完全OK的，再多就浪費了。

作者: 357682767 時間: 2018-11-6 10:51

gaojia3000 發表于 2018-10-23 10:58
拿走了，謝謝。有心了

我最近一直在完善這個表格，正在添加同步輪傳動的算式公式時發現前面絲桿傳動里面的一個常數的單位有問題。就是【G=9.8m/s】，這個應該是錯誤的，牛頓第二定律重力加速度G=9.8kg/N=9.8 m/s^2

作者: 357682767 時間: 2018-11-6 11:04

苦海無邊123 發表于 2018-10-23 19:41
我不知道總扭矩力的199kgf·mm是什么扭矩，所以為什么設置安全系數為2我也不清楚。其實你應該理解 ...

您說得對！安全系數我理解就是理論推算的電機扭矩匹配跟實際上真正的工況不是絕對的精準的，有些因素是推算不出來的，比如實際的摩擦力之類的，這樣按照理論推算出的扭矩實際上就不夠用。所以選擇電機的時候應該盈余0.5-1倍，也就是說安全系數1.5中的0.5是應對那些不確定的因素或者無法計算的外力負載。

作者: ywf930105 時間: 2019-1-8 17:14
扭矩計算幾個公式T=Fr，T=Jβ，T=9550P/n

作者: 小機123 時間: 2019-1-8 17:25

曉昀發表于 2018-10-20 14:00
算出的數據這么小！

哪位社友也計算下，看看是不是哪里計算錯了？

不小了，你這個是減速機構了

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