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标题:求助：电机功率的选择 [打印本页]

作者:机械设计菜鸟王 时间:2012-9-18 09:24
标题:求助：电机功率的选择
如图，齿轮齿条传动，齿轮直接与减速机轴相连，与齿条啮合驱动台面运动
条件如下：需驱动的台面总重量61KG，台面运动速度0.015m/s，齿轮m=2, Z=50 ，则减速机输出转速为9.3rpm，初步确定选择传动比为150，输出转速为10的减速机
不知应该选用多大功率的电机进行驱动，其实电机选择这块，我一直不是很清楚，查资料也没有专门电机功率选择这一块的介绍，一般的例题好多条件都是直接给出的，但是实际很多条件都是不知道的
若由公式P=FV/（1000*η），这个公式中F是工作机的阻力，在我这个实例中是否指的是推动工作台面所需要的力？这个力又如何得知呢？是否是重力×摩察系数呢？
若由公式P=Tn/(9550*η),这里的T又如何知道呢？
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还请有这方面的大侠帮忙，讲讲关于电机功率的选择，谢谢

作者:jh20081223 时间:2012-9-18 09:42
运动模式是怎么样的啊？

作者:机械设计菜鸟王 时间:2012-9-18 09:45
本帖最后由机械设计菜鸟王于 2012-9-18 09:47 编辑

jh20081223 发表于 2012-9-18 09:42
运动模式是怎么样的啊？

电机带动齿轮旋转，电机与台面连接在一起，齿轮齿条啮合，带动台面直线运动，难道是我没说清楚，还是图不清楚？

作者:一碗汤wh 时间:2012-9-18 10:33
我算的大约是1.1w，不知道算的对不对。
台面运动速度0.015m/s，齿轮m=2, Z=50 ，则减速机输出转速为应该为 2.86r/min吧？

作者:机械设计菜鸟王 时间:2012-9-18 10:59

一碗汤wh 发表于 2012-9-18 10:33
我算的大约是1.1w，不知道算的对不对。
台面运动速度0.015m/s，齿轮m=2, Z=50 ，则减速机输出转速为应该为 ...

能告知是如何计算的吗？我主要是想知道计算的方法和过程。
转速我搞错了，把分度圆直径当周长了呵呵，多谢

作者:机械设计菜鸟王 时间:2012-9-18 11:14
自己顶上去，请高手帮忙看看

作者:爱让我们在一起 时间:2012-9-18 11:44
学习一下

作者:机械师加油 时间:2012-9-18 11:45
本帖最后由机械师加油于 2012-9-18 13:39 编辑

{:soso_e149:}

作者:机械设计菜鸟王 时间:2012-9-18 14:25
晕啊，这问题太简单还是我没讲清楚呢？还望有做过电机选型的社友指教啊，做机械设计，电机选型应该是多少都会涉及的吧，这种传动也是很常见的一种，应该会有做过的兄弟吧，还望指教，不甚感激，电机选型我一直很困惑的，希望能够借次机会解开

作者:清风的歌 时间:2012-9-18 14:44
减速机是反选的，要先确认需要多少扭矩，再确认速度，在减速机样本中找速度与扭矩相配的。速度合适的一看就知道，然后查看扭矩够不够，不够的，升一档功率。我看了你的结构，速度不算快，不知道要不要精确定位，有没有反向拉力。为什么不用滚珠丝杠？

作者:机械设计菜鸟王 时间:2012-9-18 15:08
本帖最后由机械设计菜鸟王于 2012-9-18 15:10 编辑

清风的歌发表于 2012-9-18 14:44
减速机是反选的，要先确认需要多少扭矩，再确认速度，在减速机样本中找速度与扭矩相配的。速度合适的一看就 ...

只要能实现功能，咋样都行，为何一定要用滚珠丝杠？我就是不知道，没法确认需要多大的驱动扭矩啊，要是知道了，电机功率不就出来了嘛

作者:caicai2011 时间:2012-9-18 16:15
本帖最后由 caicai2011 于 2012-9-18 16:36 编辑

工作平台采用双导轨四滑块的结构，滑动副的润滑情况和平行度将极大影响工作平台的运行阻力。减速机输出转速为2.86RPM，传动比非常大，在不考虑起动冲击载荷的情况下，需要的驱动电机功率将很小。简答计算了一下：
T=9550*η*P/2.86=61*9.8*0.2*0.05 求得：P=4w 查表暂选微特电机A02-4512 P=16W T=2.4N.M 反向验算减速机输出扭矩满足要求。但是小电机带大齿轮，感觉设计不合适。模数太大，齿数太多。
个人感觉如此慢的移动速度且要求同步行走，用滚珠丝杠比较合适，一台减速机同时带动两根丝杠，同步性高，运行流畅。

作者:翔梦随风 时间:2012-9-18 18:31
首先，建议楼主吧齿轮齿条放在两条导轨之间，保证台面和导轨之间不会发生自锁现象。不知导轨是否选用的滚动导轨，那样的话摩擦力要小很多。
以下是我简略计算的，欢迎各位大侠指正。
根据p=fv，f为滑动摩擦力，v为运动速度，根据输出转速，求出实际运动速度约为0.016m/s.摩擦力系数取钢钢，在有润滑的情况下的0.1。摩擦力=65（包括电机齿轮的重量粗略取的）x9.8x0.1=63.7N，则p=摩擦力x0.016/机械效率（取0.95）=1.072w。另外还应考虑启动时克服的摩擦力一般都比滑动摩擦力大些，还有启动时的启动加速度。所以，要取一个系数，满足以上情况。

作者:机械设计菜鸟王 时间:2012-9-18 19:41

caicai2011 发表于 2012-9-18 16:15
工作平台采用双导轨四滑块的结构，滑动副的润滑情况和平行度将极大影响工作平台的运行阻力。减速机输出转速 ...

多谢指点，这里你扭矩的计算，是用台面的摩擦阻力×分度圆半径得到的力矩，意思即是电机扭矩克服这个力矩即可驱动台面运动？
你说“但是小电机带大齿轮，感觉设计不合适。模数太大，齿数太多。”这点我也是感觉怪怪的，不过具体不好在哪里也没有具体的理论来说明，不过换成小模数减少齿数有个好处就是可以在保持线速度不变的情况下，适当的提高转速，降低减速机的传动比。多谢指点

作者:机械设计菜鸟王 时间:2012-9-18 19:47

翔梦随风发表于 2012-9-18 18:31
首先，建议楼主吧齿轮齿条放在两条导轨之间，保证台面和导轨之间不会发生自锁现象。不知导轨是否选用的滚动 ...

谢谢，你这个方法和12楼的朋友的方法，分别用了我帖子里写的两个公式，让我对这两个公式的应用有了些许理解，不过你们算出来的结果差异还是满大的呵呵
电机选型真是伤脑筋，在没有计算之前我考虑传动比打，功率不会很大，再参考借鉴了一下，选的电机是欧泰电机15W的，图上的电机是实物的大小，看来还是选的太大了呵呵，不过再小的话，那么大的台面，用很小的电机，怎么也感觉搭配的不匹配
再次感谢你的帮助

作者:caicai2011 时间:2012-9-20 14:21

caicai2011 发表于 2012-9-18 16:15
工作平台采用双导轨四滑块的结构，滑动副的润滑情况和平行度将极大影响工作平台的运行阻力。减速机输出转速 ...

齿轮模数m=2，齿数Z=50，分度园直径D=2*50=100mm，工作台的运动速度为0.015m/s，即0.9m/min，对应齿轮分度园的线速度为0.9m/min，v=w*π*D，求得w=2.86rpm

作者:饭烧焦了 时间:2012-9-20 14:46
你能否拿个弹簧秤，拉下，使他运动所需要多大的力？

作者:一碗汤wh 时间:2012-9-20 15:58
本帖最后由一碗汤wh 于 2012-9-20 16:03 编辑

机械设计菜鸟王发表于 2012-9-18 10:59
能告知是如何计算的吗？我主要是想知道计算的方法和过程。
转速我搞错了，把分度圆直径当周长了呵呵，多 ...

这是我算的，有错误和不足之处还请网友批评指正。

台面运动速度0.015m/s=0.9m/min

齿轮m=2, Z=50，则分度圆直径d=2*50=100mm=0.1m

减速机输出转速为n=v/(pi*d)=0.9/(3.14*0.1)=2.86r/min

假定电机转速1500r/min,减速机输出转速选3r/min，则减速机的减速比为500。（满足条件一：速度）

根据减速机选型指南，使减速机的使用系数fB必须满足使用要求。（满足条件二：使用系数）

_______________________________________________

需驱动的台面总重量61KG,假设导轨为铜钢滑动摩擦，取摩擦系数为0.1，效率选0.95，则减速机输出扭矩为T=μmg*r/η=0.1*61*9.8*0.05/0.95=3.15Nm

选减速机效率为0.9，则电机输入扭矩为T1=3.15/(500*0.9)=0.007nm

根据公式T=9550P/n，求出P=nT/9550=1500*0.007/9550=0.0011kw=1.1w（满足条件三：功率）

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由于电机本身也有功率损耗，所以最终电机功率最好大于1.1w。

作者:YANGCHAO0800 时间:2012-9-20 16:16
滑轨上所有物体的重量X摩擦系数就是摩擦力，电机的扭矩所产生的推力大于摩擦力即可移动

作者:sophia536 时间:2012-9-20 16:46
顶18楼的解答，我也是这么算的

作者:意力 时间:2012-9-21 14:51
以前我也想过这个问题。也对各种公式细分析过。其实无非不外于是：能量守恒定律。算出工作功率，和传动效率。不放心再用公式校核扭力。
工作功率：1、工作台的惯量，换成动能会好算些。W=mv 2、滑动摩擦力的功。W＝f*v 3、齿轮传动的效率。你的传动比确定，要算由齿齿的线速度=工作速度再算出。而且，电机的额定转速是极对数不同而不同的。所以，合理的选择是：先算出功率，再算出输出转速，再确定电机的额定转速和减速比。

作者:掌握 时间:2012-9-21 15:30
我也是同样问题，进来学习一下

作者:assd12321 时间:2012-9-21 19:21
这个算起来确实是有点难度的

作者:2388843618 时间:2012-9-23 11:33

清风的歌发表于 2012-9-18 14:44
减速机是反选的，要先确认需要多少扭矩，再确认速度，在减速机样本中找速度与扭矩相配的。速度合适的一看就 ...

个人也认为用丝杠代替齿条，传动会好一些（前提精度有要求）。电机反选我一般用最大阻力去算所需扭矩，最后才选型。

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