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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

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1#
发表于 2020-7-8 23:56:02 | 只看该作者 回帖奖励 | 倒序浏览 | 阅读模式
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。

微信图片_20200708234655.png(259.16 KB, 下载次数: 308)

公司保密,百度一张桁架机械手图片代替

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发表于 2020-7-9 10:33:59 | 只看该作者
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/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,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
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发表于 2020-7-9 08:48:15 | 只看该作者
分享一份资料,希望能帮助到你

1594255601(1).jpg(42.08 KB, 下载次数: 2101)

1594255601(1).jpg

桁架机械手伺服电机选型计算.xls

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点评

\(^o^)/~ 发表于 2021-2-27 18:02
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发表于 2022-10-6 22:00:30 | 只看该作者
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?
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发表于 2020-7-9 10:51:53 | 只看该作者
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
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发表于 2020-9-28 13:28:13 | 只看该作者
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。




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发表于 2021-2-3 17:12:55 | 只看该作者
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。
2#
楼主 | 发表于 2020-7-8 23:58:28 | 只看该作者
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。
3#
发表于 2020-7-9 08:16:35 | 只看该作者
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
5#
楼主 | 发表于 2020-7-9 08:50:02 | 只看该作者
|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
6#
楼主 | 发表于 2020-7-9 08:51:32 | 只看该作者
|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
7#
发表于 2020-7-9 09:07:04 | 只看该作者
用东方马达选型软件查看计算结果,里面有计算
9#
楼主 | 发表于 2020-7-9 10:39:33 | 只看该作者
|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
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