机械必威体育网址

标题: 关于惯量计算的亲身经历 [打印本页]

作者: 桌前一盆花 时间: 2023-2-3 12:31
标题: 关于惯量计算的亲身经历
  最近在忙着做伺服电机选型计算。

  上学时的物理科上，我都是在睡大觉。作业都是抄同学的。会考时是让别人给我传答案的。然后我就这样过来了。

  这几天，因为公司新来了一位领导，在做机械设计评审时，要求我们出局电机计算的详细步骤。于是，我就懵了。然后就是各种翻书，查资料，翻资料，打电话问等等。
  第一天，我计算出了需要的速度，需要的转速，然后计算出了扭矩。这些很简单的。

  需要的速度一般就是客户要求在多长时间内完成动作，然后根据行程就可以求出速度了。然后根据速度再套公式可以求出需要的转速。这里要注意单位换算。之前我也是不会这些公式的。后来也是找人问，上网查资料才慢慢的会的。当我会了之后，我才发现，这些都是初中课本上的知识。

  之后是计算加速度。这里就有一个问题，那就是计算加速度的加速时间。刚开始我按1秒来算。后来领导说太慢了。然后我又按0.2秒来算，领导又觉得太快了。说是这么快的加速度，成本太高了。后来就按照0.5秒来算了。算完发现，0.5秒加速度也不妥当，因为行程太短了。然后又按照0.2秒来算了。这样反反复复的，一天时间就过去了。

  这里重点说说第二天的事情。那就是关于电机惯量的计算。

  刚开始我听说惯量问题，自己也是一头雾水，甚至还有点害怕。因为之前面试时，面试官问我会不会计算惯量，我就不会。最终被刷下来啦。今天又面临了这个问题。觉得自己可能搞不好。

  这里要提到2个同事。A同事学历高，懂的多，有问题去问他，百分之八十能搞定。B同事技术能力不咋地，也不喜欢钻研，但是爱记笔记。有些东西有些公式他那里有，有些资料他那里也有，但是有一个地方出现了错误，他也没有能力改过来。有地方出现问题了，他也不知道该咋办。一些公式演变他也不会搞。就是这样的一个同事。

  刚开始我找的是A同事，在套入几个公式后，感觉很不理想。他后来看了一下我的机构（下面有简图），建议我把齿轮直径改成一样的。原来的直径是1比1.35的。直径一改，其它参数也会有变化的。只是我这个小白，没有在第一时间重新进行计算，于是就遇到各种数据不对劲。浪费了半天时间。后来A同事说，可能这个惯量还和减速机有关系。我想着，减速机要是1比1的话，应该影响不大，就先不管他了。

  下午我找到B同事，B同事就拿出他的笔记给了我一个公式截图（下图）我刚开始很高兴，还说他的公式很靠谱。但是仔细一看才发现，上下两个公式一摸一样。我去找B同事，B同事也是很纳闷，他说他当时就是记录一下，记录完就完事了，今天要不是我发现，他压根就不清楚。我听后瞬间头大。
  不过，B同事倒是给了一个提示，那就是要考虑减速机的因素，而且减速机对惯量的影响还是比较大的。

  后来我又翻书查资料，后来用了一个笨办法，就是将活动部分的重量添加到齿轮上，算出齿轮的惯量，然后再计算齿轮和电机之间的惯量。这里再次忽略了减速机的因素。结果还是相差很大。
  昨天下午，我又找到了很多公式。在各个公式中我才发现之前B同事给我的公式底档。我发现应该是另外一个公式（下图）之后就代入公式中的各项参数计算出了最终结果。这个时候B同事又冒出一句，机械效率百分之十。

  整个惯量计算让我累死了很多脑细胞。因为惯量有很多种情况，各种情况的惯量不一样。然后还有减速机的影响因素，机械效率的影响因素等。在这里有一点要注意，惯量和滑动摩擦系数没有关系。

  最后能够把结果计算出来，选择好电机，也是很让人欣慰了。这里，我突然觉得，要是当年的物理课好好学习的话，今天也不至于这么累吧。另外，平时还是要多多的积累，物理公式推导演变的也要多记记。这样对自己的以后会很方便。

  附上文件种说的各种图，欢迎行家来指教。

  已知负载10KG，移动机构重量10KG，减速比是1比20，齿轮直径是48MM.电机是100W的电机的惯量是0.035千克每平方厘米。

作者: 一气八百里 时间: 2023-2-3 12:38
好贴，楼主用心了

作者: 机器画家 时间: 2023-2-3 12:56
机械计算用MathCAD，事半功倍。
惯量计算的本质是能量守恒定律，从这个基点出发，问题会变简单。

作者: diuleilaomua 时间: 2023-2-3 13:26
最近也在经历，以前没好好学，最近在看资料学习，感觉还是有点懵的，涉及的资料太多，查找也有困难

作者: 热青茶 时间: 2023-2-3 13:41
还得努力

作者: 北晨易 时间: 2023-2-3 13:43
齿轮/同步轮等圆饼状的计算公式应是1/2WR2吧，即1/8WD2

作者: PNjie 时间: 2023-2-3 13:54
之前有好好学过，有段时间没用又忘了

作者: zhengyi320320 时间: 2023-2-3 14:33
最多理解1下午  明天不用又忘记了  这咋整....................

还是不理解这里面的原理

你们材料力学  能不能吃透我是研究了半天  还是一窍不通

作者: 冷水黄金 时间: 2023-2-3 14:39
看了半天，还是没搞清楚你到底学会没有？
我只记得物体惯量公式dm*r*r，其它计算惯量的公式一个都不记得。
计算惯量是很简单的事情，哪里需要记那么多公式，不过记性好当然更好。

作者: 及上开 时间: 2023-2-3 14:46
惯量计算还是很有学问的。提醒楼主要是遇到旋转中心和质心不一致的情况，那么总惯量还要加上偏离质心的惯量。希望楼主少踩一个坑

作者: QIU-迷路的小孩 时间: 2023-2-3 15:22
不是使用齿轮的外径，应该按照齿轮的分度圆直径计算。对于齿轮齿条来说J=mr² r代表的就是分度圆的半径。

作者: 譬如朝露 时间: 2023-2-3 15:42
看了半天也没看出你在说啥。做为专科生，像额这样又懒的是如何算惯量呢？第一步，打开3D模型，第二步：赋予材质。第三步：点开质量属性。搞定。你这东问西问，把人家品头论足的，那个有学问的还是忽悠了你。那个懒的可能也忽悠了你，不过还是给了你个公式。额的意见，你就是专科生，没必要把每个公式都搞清，领导让你算，点三下电脑就出来啦？你们公司还是太闲了

作者: 谍影重重 时间: 2023-2-3 16:11
你两个同事都不错

作者: qq707459754 时间: 2023-2-3 16:30
直接SW一画，惯量里面不是有吗

作者: 杰哈哈 时间: 2023-2-3 16:38
我都是用东方马达的选型软件选的电机，手撕公式脑壳儿疼……

作者: 杰哈哈 时间: 2023-2-3 16:53

杰哈哈发表于 2023-2-3 16:38
我都是用东方马达的选型软件选的电机，手撕公式脑壳儿疼……

百度东方马达官网，他们现在支持在线选型了。

作者: 梦里啥都有 时间: 2023-2-3 17:07

及上开发表于 2023-2-3 14:46
惯量计算还是很有学问的。提醒楼主要是遇到旋转中心和质心不一致的情况，那么总惯量还要加上偏离质心的惯量 ...

太长不看根据层主的评价我大概得知楼主所知的公式只是一种特殊情况下的公式  比如一个圆盘的惯量转动中心是质心质心是中间(密度均匀)

分析惯量为何也与能量有关  你以哪个点转动可以搜一下平行轴定理
不同点的转动惯量是不同的  至于这些话抱歉（风凉话）

作者: 桌前一盆花 时间: 2023-2-3 17:51

北晨易发表于 2023-2-3 13:43
齿轮/同步轮等圆饼状的计算公式应是1/2WR2吧，即1/8WD2

是1/2乘以W乘以(R的平方)
你理解成了（1/2乘以W乘以R）的平方。啦。你错了。
有减速机的话还要乘以减速比的平方。

作者: 桌前一盆花 时间: 2023-2-3 17:54

冷水黄金发表于 2023-2-3 14:39
看了半天，还是没搞清楚你到底学会没有？
我只记得物体惯量公式dm*r*r，其它计算惯量的公式一个都不记得。 ...

不同形式下，惯量的计算方式不同。这里计算的是多个机构共同作用下的惯量计算方式。
你说的公式是电机直接带动一个圆盘的公式，我说的公式是电机通过减速机，再经过齿轮，然后配合齿条后再计算惯量的。我的比较综合和复杂。

作者: 加肥猫devil 时间: 2023-2-3 18:27
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 加肥猫devil 时间: 2023-2-3 18:43
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 木然 时间: 2023-2-4 09:26
搞机械设计，工程力学必须要学好。我高中时的物理也没学好，当时太偏科了。

作者: 加肥猫devil 时间: 2023-2-4 10:19
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 桌前一盆花 时间: 2023-2-4 11:43

加肥猫devil 发表于 2023-2-4 10:19
不要点评，我不知道怎么回复你。
我用过公式啊，我不知道你为什么非要用wps，明知道打开公式就不见了还要 ...

我的大概意思是这里面有很多不方便的地方。
除了表格版本不一样外，还有很多问题。所以很少用到。你说的那个表格我三年前都有了。一直在那里睡大觉。最近我就在看这些表格和公式的。有时候也套进去用一用的。有些是看不懂，有些用着吃力，有些用起来发现结果和所想的大相径庭。还有一个就是它只有公式，并没有公式是怎么来的推导过程。有些很长的公式都不确定它对不对。

两个公式一样的肯定是不对的啊。我也没有说是对的啊。我后来第三张图片用手写的那个公式应该是对的。

作者: 加肥猫devil 时间: 2023-2-4 11:49
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 桌前一盆花 时间: 2023-2-4 11:58

加肥猫devil 发表于 2023-2-4 11:49
那个表格我看着还行的，目前没有遇到什么问题，经常用的其实就是电机的选型计算，别的就很少用了，推导公 ...

是的啊。昨天晚上还发生了一件事情的。
我需要的是扭矩的结果。它这个公式直接把减速机，齿轮，皮带全部给考虑进去了。我说结果怎么和我手算的差了四五倍。后来找A同事看了一下，他说你算的是半路上的结果，人家的公式是一步到位的。然后我就懵在原地了。不过也证明了公式是正确的。

作者: decade12580 时间: 2023-2-4 14:45
学习了

作者: happilly 时间: 2023-2-6 09:29
sw自带惯量的计算，当然这个需要根据你原点会有变化的

作者: dandaocike 时间: 2023-2-6 17:50
打开压在电脑底下的理论力学，把转动惯量这一章再复习一遍

作者: 桌前一盆花 时间: 2023-2-6 18:32

dandaocike 发表于 2023-2-6 17:50
打开压在电脑底下的理论力学，把转动惯量这一章再复习一遍

好的。谢谢指点。

作者: babty 时间: 2023-2-8 08:40
一会儿仔细看下。

作者: 低手寂寞 时间: 2023-2-8 14:15
老师傅都直接选不去算，是真的吗？

作者: 品茶论剑 时间: 2023-2-8 21:15
学习了，图文并茂

作者: xueyeteng 时间: 2023-2-9 09:05
没太看懂，猜测是电机的惯量匹配问题。其实就是把负载的惯量折算到电机轴上，求出惯量比。符合要求就OK，否则电机就无法实现对负载的完全驱动，伺服会表现出抖动等问题。

作者: 桌前一盆花 时间: 2023-2-9 13:15

xueyeteng 发表于 2023-2-9 09:05
没太看懂，猜测是电机的惯量匹配问题。其实就是把负载的惯量折算到电机轴上，求出惯量比。符合要求就OK，否 ...

额定扭矩匹配的情况下，伺服也会抖动吗？
最近遇到的问题是扭矩够了，速度也够了，惯量却差很多。这个咋办？

作者: xueyeteng 时间: 2023-2-10 11:11

桌前一盆花发表于 2023-2-9 13:15
额定扭矩匹配的情况下，伺服也会抖动吗？
最近遇到的问题是扭矩够了，速度也够了，惯量却差很多。这个咋 ...

建议参考一下这个文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/140077731

惯量匹配不好就会出现抖动，如果你这个设计可以更改的话我建议你改改减速机的减速比，他对负载惯量的折算影响很大。我记得SEW伺服电机的选型手册里有关于惯量匹配校核的算例。

作者: 付帅邦 时间: 2023-2-10 14:02
你这个问题很多人平时用不到。
负载可以统一转化成相对于电机的转动惯量，通过衡量它们之间的比值去精确横梁整个传动链的性能。转动惯量分为：电机转动惯量+减速机转动惯量+负载相对于电机的转动惯量（跟减速比密切相关）+传动路径上减速机和负载之外的其他活动部件相对于电机的转动惯量。（设计先决条件）电机转动惯量：其余转动惯量之和，这个值<1:7可以满足自动化生产线的要求，小于等于1可以满足机床的要求。

作者: 付帅邦 时间: 2023-2-10 14:09

桌前一盆花发表于 2023-2-9 13:15
额定扭矩匹配的情况下，伺服也会抖动吗？
最近遇到的问题是扭矩够了，速度也够了，惯量却差很多。这个咋 ...

伺服抖动很可能跟转动惯量配比太大有关系。伺服的增益参数不要使用默认值，要调小。就是让伺服电机慢悠悠的启动也可以解决问题（加减速时间会很长，可能超过总节拍时间的要求，要解决问题就要多尝试，机械工程师要跟电机工程师做朋友：））。

作者: -YUN- 时间: 2023-2-14 22:38
你好，你后面自己补充的公式，还要进行单位换算吧，而且算上机械效率的话，应该时除以效率吧，因为效率小于1，折算到电机轴上的惯量应该更大，这样算出所需的扭矩才会偏大吧？

作者: 昨日明月 时间: 2023-2-22 10:08
去年的这个时候我也不会计算这些，因为要换工作了，我在网上找了些大学课程每天花时间把理论力学、材料力学、大学物理、高等数学等基础知识重新学习了一遍，现在遇到计算什么的都能够比较轻松应对。

作者: astro914 时间: 2023-2-23 15:20
这是真实的体验，感同身受

作者: FKUEDEJXSQ2 时间: 2023-10-12 17:31
不错

作者: 管理团队 时间: 2024-9-2 14:41
公众号留言选取
(, 下载次数: 4) (, 下载次数: 3)

欢迎光临机械必威体育网址 (//www.szfco.com/)