电机减速机选型计算PPT课件

输出要求，那么对于负载的转动惯量，也
就相当于全挂在了有效半径 d 的上面。
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选型核算
• 所以负载折算到丝杆（即减速机输出轴）
的转动惯量J2为：
J2
m(
d
2
)
2
• 折算到电机轴上的惯量J为：
J
J1
J2 i2
• 计算出来后查看J与J0的比值。若太大，请
选择更高惯量电机。
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纯转动选型
• 纯转动时力矩大小与转动加速度，和负载 转动惯量有关系。
减速机选型计算
从输出端来判断减速机的型号需求
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输出端传动方式
减速机输出端主要应用方式有以下三种 • 齿轮齿条 • 丝杆导轨 • 纯转动
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齿轮齿条受力分析与计算
• 齿轮齿条传动时。齿轮旋转为主动。齿轮 轴横向位移为
从动。根据受
力平衡。图中
F1 F2 F2 mg(a )
F1
T2 D/2
其中a是设备运行加速度，μ是
算。假设设备运行速度为V。减速机输出转
速为n2。那么， n 2
V D
• 所以
i n1 n2
i n1D
V
• 其中n1为电机额定转速,一般数值为2000rpm或者3000rpm。
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减速机型号确定
• 目前已经得出了减速机所需要的最大加速 力矩和它需要的减速比。接下来就是从 APEX减速机资料上寻找合适的减速机。
T2 J 2 a at
• 是设备的旋转速度，t是加速时间。J为负
载转动惯量。 • 减速比计算略（纯转动只需查看减速机部
分需要分配的减速比即可）
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纯转动惯量计算
• 因为负载形状不同。对于纯转动的惯量计 算是一个比较复杂的过程。
• 不规则的负载形状，应划分为多块常见模 型分别计算后，再总和起来。
• 再根据之前计算出来的最大加速力矩，和 之前所讲解的选型原则，确定减速机型号。
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选型核算
• 这里依旧是核算电机惯量是否匹配问题。 确定电机大小后再判断减速机输入轴与电 机轴匹配。
• 在之前丝杆力矩计算当中，我这里从公式：
•
T2
F2
d
2
中指出了，有效半径 d
2
，它的物理
含义——力矩T2通过有效半径，满足了F2的
• 通过上面的分析，我们可以得出加速时：
F2 mg(a )
F1
T2 R
F1
F2
d
2R
• 得出
T2
F2
d
2
mg(a ) d 2
d
• 公式中 2 可视为丝杆传动的有效半径。
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减速机型号确定
• 丝杆每转动一圈，套筒横向位移d。假设设
备运行速度为V，那么：
n2
V d
i n1 n1d n2 V
摩擦因数。（因为加速时力矩最大
所以此处，仅考虑加速时候的情况）
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齿轮齿条受力计算
• 从上面的公式中可以得出：
T2
2mg(a D
)
• D为齿轮分度圆直径，D=mz。
• T2即为减速机需要给齿轮提供的力矩。选 出减速机最大输出力矩必须高于此数值。
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齿轮齿条减速比确定
• 减速比的确定需要以设备的运行速度来计
• 查看比值，确定电机惯量是否合适。
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丝杆受力分析
如右图。d为导程。 R为丝杆有效半径。 丝杆在转动的时候， 上面的套筒会在一个 “斜坡”上工作。这个斜坡如 右边所示，以旋转一周为
例，横向长度 2R高度d。其中F1
为坡丝”杆旋转时产生的切线推力，F2为丝杆通过“斜 产生的横向推力，F为合力，方向垂直于斜坡平面。
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丝杆受力计算
J2
m(
D)2 2
• 折算到减速机输入轴（电机输出轴的惯量）：
J
J1
J2 i2
其中：J1为减速机转动惯量。
• 查看J与J0的比值是否在正常范围内，若比值太高，需要选用更大惯 量的电机。
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丝杆选型
• 丝杆一般用在运行速度较慢的设备上，即 需要的总减速比较高的情况。 因为丝杆本身就带有一定的减速比。而设 备运行速度确定后与电机之间的总减速比 一定，预留给减速机的减速比与齿轮齿条 相比，就少了很多，如果设备运行速度快， 可能减速机的减速比还不足3，这情况无法 选出合适的减速机。
• 假如计算得出，最大力矩650Nm，减速比5。如下图所示：
（AB减速机最大力矩为额定力矩的1.8倍）
减速机应该选到AB142-005。如果选AB115-005那么力矩上面就会有所不足。当然， 从另一方面来说，计算出来的T2除以i，即为电机所需要达到的力矩。因为减速机本身 不带任何动力，所以电机力矩上必须大于T2/i。
• 计算的时候，转动惯量公式总则为：
J mR2
• 其中R为有效半径。如细圆环可取圆环(r1+r2)/2为有效半径，矩形旋转 可取矩形L/2为有效半径。圆盘可取 2 r 作为有效半径。其它形状有 效半径公式很多，具体可上网查找。2
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纯转动惯量核算
• 与之前方法一样，通过算出的J2
J
J1
J2 i2
• 尺寸上，因为AB减速机输入端轴承纳入臂架这一个专利设计。所以 它的输入轴没有太大的轴径选项。因此对减速机选型时候有特别指出 的尺寸要求——减速机输入轴(资料上尺寸C3)必须大于电机输出轴。
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选型核算
• 齿轮齿条的转动惯量计算方式：
• 因旋转部分为齿轮。且旋转力传导的半径为D/2，所以在转动惯量上， 相当于把负载所有的质量都集中在齿轮分度圆上来旋转。即可得负载 折算到出齿轮（减速机输出轴）的转动惯量：
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选型核算
• 因为整个运动系统包含了减速机和电机， 若只针对减速机进行计算经常会出现一定 偏差。这个偏差往往出现在电机惯量匹配 上，以及减速机与电机尺寸匹配问题。
• 转动惯量的要求是负载惯量折算到电机轴上时J，与电机的转动惯量 J0之间的比值。这个比值在5以内算是正常范围，要求响应快的应该 在3以内，最佳匹配为1:1。