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标题: 3轴桁架机械手Z轴提升伺服电机和减速机如何选项计算 [打印本页]

作者: 菜鸟8587 时间: 2020-7-8 23:56
标题: 3轴桁架机械手Z轴提升伺服电机和减速机如何选项计算
已知：1.Z轴自重+抓取的工件重量=200KG；2.采用齿轮齿条传动，齿轮模数3，分度圆直径d=101mm；3.Z轴提升速度0.2m/s，提升加速度0.2(m/s)÷0.1s=2m/s。

作者: 菜鸟8587 时间: 2020-7-8 23:58
工作一年多了，现在一个项目刚好要设计一个桁架，大家教教小弟怎么计算。

作者: 无畏的蓝莓 时间: 2020-7-9 08:16
伺服电机有扭矩，不同速度扭矩不一样，分度圆直径0.1M，力臂0.1米，重量2000N，理论最低需要扭矩200N/米才能带动，实际要考虑摩擦，再算上减速机减速比

作者: 还珠楼主 时间: 2020-7-9 08:48
分享一份资料，希望能帮助到你

作者: 菜鸟8587 时间: 2020-7-9 08:50

|无畏的蓝莓发表于 07-09 08:16伺服电机有扭矩，不同速度扭矩不一样，分度圆直径0.1M，力臂0.1米，重量2000N，理论最低需要扭矩200N/米才能带动，实际要考虑摩擦，再算上减速机减速比

老板，能在详细点吗？我想学会计算的思路

作者: 菜鸟8587 时间: 2020-7-9 08:51

|还珠楼主发表于 07-09 08:48分享一份资料，希望能帮助到你

老哥，这份资料我有，项目上我从来没选过型，一直不会计算的思路

作者: pjg027 时间: 2020-7-9 09:07
用东方马达选型软件查看计算结果，里面有计算

作者: LiNing_jrjub 时间: 2020-7-9 10:33
本帖最后由 LiNing_jrjub 于 2020-7-9 11:18 编辑

知道了质量200公斤，速度0.2M/S，加速度2m/s²，这三个条件
我们可以根据做功来计算出来功率：P=F*V=m*（g+2m/s²）*V=2400*0.2=480W；得出，在不考虑过程损耗情况下，至少需要480W才行；一般的双段行星减速机效率在90%以上，我们取0.9；齿轮齿条传动效率大概为0.95
得出实际功率=480/0.9/0.95=561W，再取个安全系数1.2（安全系数根据工况及设备的重要程度自己选，一般取1.2），算出电机功率=533*1.2=674W；暂选750W的伺服电机即可。由于你这个东西比较重，需要的加速度小，故暂选高惯量的750W伺服电机，至于选的对不对还得看后面的计算结果。

还是根据以上三个条件，
可以得出峰值推力为 F峰值=m*（g+2）=2400N，再根据齿轮分度圆直径101mm，得出，峰值扭矩=F*L=2400*0.0505=121.2NM
可以得出匀速运动时推力为 F匀速=m*g=2000N，再根据齿轮分度圆直径101mm，得出，额定扭矩=F*L=2000*0.0505=101NM
按照西门子V90伺服电机参数，750W高惯量电机，额定扭矩3.58NM，额定转速2000转/分钟
对减速机的减速比进行确定：101/3.58=28.2；故减速比取30或者35，为了安全起见，我们选35速比
选利明PB双段90系列，速比35，输出扭矩参数为123NM，大于101NM，满足条件

最后校核速度是否满足：2000/35=57.1转/分钟=0.95转/秒。
算出额定线速度=0.95*3.14*101=301mm/S，这个速度大于你要求的0.2M/S，故速度也满足条件，速度校核成功；
如果速度校核不成功的话，需要从头再来，再算一遍；电机750W不够，取1KW的，重复此过程

故最后选型成功：750W高惯量伺服电机，行星减速机速比为35（注意输出扭矩）

补充内容 (2022-10-7 09:30):
感谢很多必威体育网址大佬提醒，此计算过程没有惯量比的计算；还需要对负载的惯量进行计算，看是否和所选的电机惯量匹配

作者: 菜鸟8587 时间: 2020-7-9 10:39

|LiNing_jrjub发表于 07-09 10:33 本帖最后由 LiNing_jrjub 于 2020-7-9 10:36 编辑 
 
知道了质量200公斤，速度0.2M/S，加速度2m/s?，这三个条件 
我们可以根据做功来计算出来功率：P=F*V=m*（g+2m/s?）*V=2400*0.2=480W；得出，在不考虑过程损耗情况下，至少需要480W才行；一般的双段行星减速机效率在90%以上，我们取0.9；齿轮齿条传动效率大概为0.95 
得出实际功率=480/0.9/0.95=561W，再取个安全系数1.2（安全系数根据工况及设备的重要程度自己选，一般取1.2），算出电机功率=533*1.2=674W；暂选750W的伺服电机即可。由于你这个东西比较重，需要的加速度小，故暂选高惯量的750W伺服电机，至于选的对不对还得看后面的计算结果。 
 
还是根据以上三个条件， 
可以得出峰值推力为 F峰值=m*（g+2）=2400N，再根据齿轮分度圆直径101mm，得出，峰值扭矩=F*L=2400*0.0505=121.2NM 
可以得出匀速运动时推力为 F匀速=m*g=2000N，再根据齿轮分度圆直径101mm，得出，峰值扭矩=F*L=2000*0.0505=101NM 
按照西门子V90伺服电机参数，750W高惯量电机，额定扭矩3.58NM，额定转速2000转/分钟 
对减速机的减速比进行确定：101/3.58=28.2；故减速比取30或者35，为了安全起见，我们选35速比 
选利明PB双段90系列，速比35，输出扭矩参数为123NM，大于101NM，满足条件 
 
最后校核速度是否满足：2000/35=57.1转/分钟=0.95转/秒。 
算出额定线速度=0.95*3.14*101=301mm/S，这个速度大于你要求的0.2M/S，故速度也满足条件，速度校核成功； 
如果速度校核不成功的话，需要从头再来，再算一遍；电机750W不够，取1KW的，重复此过程 
 
故最后选型成功：750W高惯量伺服电机，行星减速机速比为35（注意输出扭矩）

哥哥，厉害，我按你的思路算一下

作者: 记忆的街角 时间: 2020-7-9 10:51
根据牛顿第二定律计算上升的最大拉力F=mg+ma,g取10,F=2400N,由T=FR,直径101mm，进而求出T=121.2牛米，再放大2倍的安全余量大约240牛米就可以了，选择合适的电机与减速机，校核齿轮的强度就行了

作者: zhufeng_hgp 时间: 2020-7-9 10:59

菜鸟8587 发表于 2020-7-9 10:39
哥哥，厉害，我按你的思路算一下

必须计算惯量比，否则不能精确定位

作者: zhufeng_hgp 时间: 2020-7-9 11:02

LiNing_jrjub 发表于 2020-7-9 10:33
知道了质量200公斤，速度0.2M/S，加速度2m/s2，这三个条件
我们可以根据做功来计算出来功率：P=F*V=m ...

4楼的计算软件挺好的，你这个不计算惯量比，会误导他的。到时伺服电机有可能无法精确定位

作者: 菜鸟8587 时间: 2020-7-9 12:16

|zhufeng_hgp发表于 07-09 11:02 4楼的计算软件挺好的，你这个不计算惯量比，会误导他的。到时伺服电机有可能无法精确定位

老哥，能列计算过程我学习下吗？

作者: 月中鱼 时间: 2020-7-9 13:33
这个设计不错！

作者: 菜鸟8587 时间: 2020-7-9 16:43
顶一顶

作者: zhufeng_hgp 时间: 2020-7-10 09:18

菜鸟8587 发表于 2020-7-9 12:16
老哥，能列计算过程我学习下吗？

负载惯量J1=M*(L/2/π)^2

齿轮惯量J2

电机惯量J3

惯量比i3=b*(J1+J2)/((i2)^2)/J3/η

L为齿轮转一圈走过的距离cm，i2为减速比，b为安全系数，η为机械效率

作者: 远祥 时间: 2020-7-10 15:02

|菜鸟8587发表于 07-09 10:39哥哥，厉害，我按你的思路算一下

给赞，专门精湛！

作者: 13995936456 时间: 2020-7-24 10:40
伺服电机计算一定要注意惯量匹配

作者: 无畏的蓝莓 时间: 2020-9-28 13:28

菜鸟8587 发表于 2020-7-9 08:50
老板，能在详细点吗？我想学会计算的思路

扭矩 1N·m是什么意思？比如你用一个10cm长的扳手拧螺丝你在扳手末端挂一个1kg的重物，现在螺丝就收到了0.98n/m的力矩。9.8n=1KG
如果你的扳手长1M，扭矩就是1Kg=9.8N.
把你的扳手换做同步轮，齿轮，都可以。

作者: zwd892828 时间: 2020-11-9 10:01
四楼的兄弟如何得到你资料？

作者: 935897735 时间: 2020-11-12 17:34
经常进不来连10声望都没有

作者: yuhan 时间: 2020-12-7 13:51
万分感谢，赞一个

作者: 熊ZA 时间: 2020-12-7 16:38
想问下怎么才能收藏这个贴子

作者: 熊ZA 时间: 2020-12-7 16:40

熊ZA 发表于 2020-12-7 16:38
想问下怎么才能收藏这个贴子

找到怎么收藏了

作者: 天下太平22 时间: 2021-1-20 14:52
唉

作者: 佬政頭 时间: 2021-2-3 16:43
学习一下

作者: yesong12 时间: 2021-2-3 16:58

作者: 丹枫911 时间: 2021-2-3 17:12
8楼的计算思路很清晰明了，点个赞，另外提示新人两点，第一点在选择齿轮齿条要主要满足最大扭矩的要求，主要和齿轮的厚度有关，第二点选择减速机的时候也要满足输出扭矩的符合，这些都要去查询相应的技术选型手册。

作者: amao621 时间: 2021-2-3 17:28

还珠楼主发表于 2020-7-9 08:48
分享一份资料，希望能帮助到你

老铁，资料能发我一份不，谢谢，190683641@qq.com

作者: 落春城 时间: 2021-2-27 17:40

LiNing_jrjub 发表于 2020-7-9 10:33
知道了质量200公斤，速度0.2M/S，加速度2m/s2，这三个条件
我们可以根据做功来计算出来功率：P=F*V=m ...

加减速扭矩造成的功率还是需要算的

作者: 落春城 时间: 2021-2-27 17:45
干两事
总功率=提升功率+加减速功率，算好电机功率、减速比
核算电机惯量比，减速机额定扭矩，齿轮齿条额定扭矩

单谈总功率的计算，提升功率用公式 P=FS就可以，加减速功率用公式扭矩=转动惯量*加减速时间

作者: 阿力郎 时间: 2021-3-17 21:13

丹枫911 发表于 2021-2-3 17:12
8楼的计算思路很清晰明了，点个赞，另外提示新人两点，第一点在选择齿轮齿条要主要满足最大扭矩的要求，主 ...

谢谢提醒

作者: qinyuhanmo 时间: 2021-4-26 11:27
学习到了

作者: tsyzjmjxyxgs 时间: 2021-4-28 13:24
您好，我是北京裕智精密机械有限公司的，公司自主研发生产精密行星，谐波减速机等，我可以把公司资料给您看一下，做个参考，或者我让技术跟您联系来帮您解释一下，方便的话可以留下您的联系方式吗，或者您加一下我的微信，19903158807，王女士。

作者: 忘了买牙膏 时间: 2021-4-28 17:27
厉害

作者: saiya100 时间: 2021-4-28 18:14
不错！

作者: pack 时间: 2021-5-2 20:35
学习学习

作者: mengak001 时间: 2021-6-17 20:02

935897735 发表于 2020-11-12 17:34
经常进不来连10声望都没有

怎么获得声望

作者: laozzzji 时间: 2021-7-29 11:03

还珠楼主发表于 2020-7-9 08:48
分享一份资料，希望能帮助到你

这不是我做的计算表吗

作者: 574188858 时间: 2021-7-29 11:12
根据牛顿第二定律计算上升的最大拉力F=mg+ma,g取10,F=2400N,由T=FR,直径101mm，进而求出T=121.2牛米，再放大2倍的安全余量大约240牛米就可以了，选择合适的电机与减速机，校核齿轮的强度就行了

作者: 高圆圆女神 时间: 2021-7-29 12:27
这个选型手册上都有详细的计算过程可以参考

作者: 互通有无 时间: 2021-8-18 16:18

zhufeng_hgp 发表于 2020-7-9 10:59
必须计算惯量比，否则不能精确定位

惯量比一般取多少

作者: 无聊过客唱反调 时间: 2021-8-26 20:52
学习了

作者: 攻城湿 时间: 2021-8-27 08:05

LiNing_jrjub 发表于 2020-7-9 10:33
知道了质量200公斤，速度0.2M/S，加速度2m/s2，这三个条件
我们可以根据做功来计算出来功率：P=F*V=m ...

不用考虑启动/暂停的惯量吗？望能指点。

作者: LiNing_jrjub 时间: 2021-8-28 11:38

落春城发表于 2021-2-27 17:40
加减速扭矩造成的功率还是需要算的

如果对加减速时间有具体要求
那么确实是需要对加减速过程的力矩、功率等参数进行校核验算
伺服电机是有一定的过载能力的，瞬时峰值扭矩能达到额定扭矩的3倍

作者: LiNing_jrjub 时间: 2021-8-28 11:40

攻城湿发表于 2021-8-27 08:05
不用考虑启动/暂停的惯量吗？望能指点。

如果对加减速时间有具体要求
那么确实是需要对加减速过程的力矩、功率等参数进行校核验算
伺服电机是有一定的过载能力的，瞬时峰值扭矩能达到额定扭矩的3倍
像这种简单的传动（齿轮齿条+行星减速机），我基本都不做惯量匹配计算
除非是传动链很长，或者有效负载端的惯量很大，那确实是需要进行惯量校核

作者: LiNing_jrjub 时间: 2021-8-28 11:41

zhufeng_hgp 发表于 2020-7-9 10:59
必须计算惯量比，否则不能精确定位

像这种简单的传动（齿轮齿条+行星减速机），基本都不做惯量匹配计算
除非是传动链很长，或者有效负载端的惯量很大，那确实是需要进行惯量匹配

作者: xp903 时间: 2021-8-30 15:57

还珠楼主发表于 2020-7-9 08:48
分享一份资料，希望能帮助到你

非常好的学习资料

作者: xp903 时间: 2021-8-30 16:03

还珠楼主发表于 2020-7-9 08:48
分享一份资料，希望能帮助到你

非常好的资料

作者: anlong1 时间: 2021-9-14 09:02
666

作者: tdk3002 时间: 2021-9-16 16:50
谢谢分享

作者: krd2009 时间: 2021-9-17 17:24
谢谢分享！！！！！！！！！！！

作者: krd2009 时间: 2021-9-17 17:26
谢谢分享！！！！！！！！！！！！

作者: krd2009 时间: 2021-9-17 17:27
谢谢分享！！！！！！！！！！

作者: 欧阳云飞2021 时间: 2021-10-11 10:26

还珠楼主发表于 2020-7-9 08:48
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楼主，这个表格下载不了，能发下给我不 422230827@qq.com,万分感谢！

作者: huaiming764 时间: 2021-10-12 13:41
8楼讲得很仔细了！

作者: igowithyou 时间: 2022-1-8 19:54
学习学习下

作者: 135563 时间: 2022-1-10 11:47
学习了

作者: 也，~许 时间: 2022-1-24 12:22
学习了

作者: tianzixiai88 时间: 2022-1-24 12:31
我们之前单位也做过类似的桁架机械手。。。。

作者: jingyukai 时间: 2022-2-23 09:18
可以可以

作者: xiaogangge 时间: 2022-2-23 13:12
不错加油加油

作者: hsbd2022 时间: 2022-3-13 20:32
居然看完了，学习了！

作者: knight9 时间: 2022-6-2 13:10
想要

作者: knight9 时间: 2022-6-6 09:56
4564

作者: tanqizhong 时间: 2022-6-29 17:18

LiNing_jrjub 发表于 2020-7-9 10:33
知道了质量200公斤，速度0.2M/S，加速度2m/s2，这三个条件
我们可以根据做功来计算出来功率：P=F*V=m ...

作者: tanqizhong 时间: 2022-6-29 17:19

还珠楼主发表于 2020-7-9 08:48
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哎，没威望

作者: tanqizhong 时间: 2022-6-29 17:19

无畏的蓝莓发表于 2020-9-28 13:28
扭矩 1N·m是什么意思？比如你用一个10cm长的扳手拧螺丝你在扳手末端挂一个1kg的重物，现在螺丝就收到了 ...

学习了

作者: tanqizhong 时间: 2022-6-29 17:22

记忆的街角发表于 2020-7-9 10:51
根据牛顿第二定律计算上升的最大拉力F=mg+ma,g取10,F=2400N,由T=FR,直径101mm，进而求出T=121.2牛米，再放 ...

作者: yesoky 时间: 2022-7-14 19:49
楼主讲的很详细，学习了

作者: zhengzhao0622 时间: 2022-7-18 20:21

还珠楼主发表于 2020-7-9 08:48
分享一份资料，希望能帮助到你

可以发给我一下吗，604458670@qq.com 谢谢

作者: zhengzhao0622 时间: 2022-7-18 20:47

作者: zhengzhao0622 时间: 2022-7-19 14:51
用不了

作者: zhengzhao0622 时间: 2022-7-19 15:04

还珠楼主发表于 2020-7-9 08:48
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输入数据，不能自动计算出来

作者: zhengzhao0622 时间: 2022-7-19 15:09

失望

作者: wxagzx 时间: 2022-7-22 13:34
学习学习

作者: wxagzx 时间: 2022-8-26 12:12
学习一下！

作者: 展翅翱翔with 时间: 2022-10-6 22:00

LiNing_jrjub 发表于 2020-7-9 10:33
知道了质量200公斤，速度0.2M/S，加速度2m/s2，这三个条件
我们可以根据做功来计算出来功率：P=F*V=m ...

您这个没计算转子惯量？

作者: whb863 时间: 2022-10-7 11:11
学习了

作者: q398588467 时间: 2022-11-2 10:17
惯量比很重要，很多选型都是扭矩没问题，但惯量比不合适的话容易造成定位不准确，伺服电机频繁报错跟随误差。。。

作者: 石头疙瘩 时间: 2022-12-8 13:51
学习了，感谢。

作者: 845780388 时间: 2023-2-21 10:28
学习了

作者: ESBLUE 时间: 2023-5-8 10:23
谢谢分享正好项目用上了

作者: 普赛斯 时间: 2023-5-27 10:09
学习了

作者: Tomyue 时间: 2023-5-31 21:44

还珠楼主发表于 2020-7-9 08:48
分享一份资料，希望能帮助到你

如何提高威望

作者: 毛毛0512 时间: 2023-6-3 08:29
感谢分享

作者: sanrool 时间: 2023-7-25 15:51
好，赞，学习了

作者: 小换换2023 时间: 2023-7-27 13:40

LiNing_jrjub 发表于 2020-7-9 10:33
知道了质量200公斤，速度0.2M/S，加速度2m/s2，这三个条件
我们可以根据做功来计算出来功率：P=F*V=m ...

为什么我们技术说按扭矩算的功率选的电机，我问他知道速度加速度吗，他说没算基本都能满足。只知道重量和扭矩

作者: 小换换2023 时间: 2023-7-27 15:36

LiNing_jrjub 发表于 2020-7-9 10:33
知道了质量200公斤，速度0.2M/S，加速度2m/s2，这三个条件
我们可以根据做功来计算出来功率：P=F*V=m ...

选利明PB双段90系列，速比35，输出扭矩参数为123NM，大于101NM，满足条件。你说的这个输出扭矩参数123NM是哪里得来的？是电机参数里有吗？我怎么没查到

作者: ming1333 时间: 2023-7-28 13:33
下载学习

作者: ming1333 时间: 2023-7-28 13:48
下载学习使用

作者: xiaoquan_512 时间: 2023-8-7 10:37
好东西，很牛逼的软件。

作者: 潘不会 时间: 2023-9-21 14:31

展翅翱翔with 发表于 2022-10-6 22:00
您这个没计算转子惯量？

作者: 潘不会 时间: 2023-9-21 14:32
顶

作者: 潘不会 时间: 2023-9-21 15:07

还珠楼主发表于 2020-7-9 08:48
分享一份资料，希望能帮助到你

作者: 潘不会 时间: 2023-9-21 15:08

xiaoquan_512 发表于 2023-8-7 10:37
好东西，很牛逼的软件。

作者: chenfan2316 时间: 2023-9-22 21:12

还珠楼主发表于 2020-7-9 08:48
分享一份资料，希望能帮助到你

思路不错，可惜下不到

作者: wyy123456 时间: 2023-12-9 23:26
谢谢分享

作者: wyy123456 时间: 2023-12-10 21:37
谢谢分享

作者: zgl79163 时间: 2024-1-17 15:28
学习一下

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