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通过计算速比确定电机减速机的转速设计案例

来源:学机械网原创

发布时间:2018-01-23 09:09:18

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在机械设计中经常用到齿轮齿条传动或链条链轮的传动,这些传动组合中存在一定的传动速比,在已知工作节拍的情况下如何选择电机减速机参数是每个工程设计人员必不可少的环节。

下面某机电制造有限公司设计的一套侧推装置,设计中包含了齿轮齿条传动、链轮链条传动、电机驱动,是比较经典的速比计算选择电机的学习案例。下面为已经简化的设计图局部图,得知推杆(齿条)工作节拍为10秒,推杆行程为1000mm,一个节拍为推杆一个往返程,与推杆组合的齿轮节圆直径为366mm,链轮1节圆直径为218mm,链轮2节圆直径为122mm,现在要求选择合适的电机。

通过速比计算确定电机的转速设计案例

从图中的传动参数可以看到,这是一个减速传动机构,本案例不要求计算电机功率(不在学习范围内),已确定为2.2KW。齿轮的模数齿数和链轮的节距齿数已折算为直径。下面是计算步骤:

1、确定推杆速度:

V=2L/t=2*1(米)/10(秒)=0.2(米/秒),齿条的速度等于齿轮的线速度。注意:一个节拍为两个行程L,故要乘上2,即2米。

2、计算齿轮的角速度ω1

角速度等于线速度除以半径:ω1=v/r=0.2/(0.366/2)=1.093(rad/s)

3、计算速比:

由于链轮1和齿轮安装在同一根轴上,所以链轮1和齿轮角速度是一样的,只要计算链轮1和链轮2的速比即可。

i=d1/d2=218/122=1.79,(d1和d2分别为链轮1和链轮2直径)

4、计算链轮2的角速度ω2

链轮2的角速度等于链轮1角速度乘上速比:ω2=ω1*i=1.093*1.79=1.96

5、减速机输出转速:

由公式:ω2= 2πn/60得减速机输出转速n=60*ω2/2π=60*1.96/(2*3.14)=18.7r/min,故选19转的减速机,4极电机1440转的话,电机减速机传动比为72.37。当然了,这个案例是一个计算过程,选择减速机还要考虑输出扭矩、使用系数等,不过这些不在本文讨论范围。

计算传动常用的主要物理量及单位:

弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s。

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