一、為了使問題清晰,我將整個機械傳動過程分為動作執(zhí)行機構(gòu)和驅(qū)動電機兩部分
二、在這里我找到一個很好的切入點就是減速器(增速器)我想用傳動比i來表示,從這個傳動比i進入我們的話題。
無論如何總是從驅(qū)動電機到執(zhí)行機構(gòu)中間有個傳動比i暫且忽略傳動效率
傳動比i(減速箱)有三個作用
1. 轉(zhuǎn)速匹配 2.轉(zhuǎn)矩匹配 3.慣量匹配
(1)什么叫轉(zhuǎn)速匹配
我們的電機有額定轉(zhuǎn)速,我們總是希望她工作在額定轉(zhuǎn)速下但我們的執(zhí)行機構(gòu)卻有自己的運動速度這就需要減速器(增速器)i來完成速度的匹配滿足執(zhí)行機
構(gòu)的要求,通過各種齒輪齒條、渦輪蝸桿、鏈輪帶輪等等實現(xiàn)這一過程(液壓氣動有自己的一套理論有機會會另開貼討論)。
執(zhí)行機構(gòu)決定電機的額定轉(zhuǎn)速,傳動比i在其中調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速與傳動比i成反比,假設電機轉(zhuǎn)速n,經(jīng)過傳動比i后得到的轉(zhuǎn)速為n/i
(2)什么叫轉(zhuǎn)矩匹配
與轉(zhuǎn)速匹配相似,運動需要力反映在電機上就是轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)矩有額定轉(zhuǎn)矩,同樣需要去匹配,需要的轉(zhuǎn)矩要和電機的額定轉(zhuǎn)矩相互匹配,這中間也需要傳動
比i只是轉(zhuǎn)矩與傳動比i成正比,假設電機轉(zhuǎn)矩T,經(jīng)過傳動比i后得到的轉(zhuǎn)矩為iT。
到這我們就會稍微有點思路,原來選電機就是選電機的額定轉(zhuǎn)速和額定扭矩,中間的機械結(jié)構(gòu)只是一些傳遞這兩個參數(shù)的機構(gòu),我們要做的只是去找一個
合適的兩邊都能接受的i。
問題好像得到解決了,那就太簡單了,事實要比這復雜的多,下面就是其中一個。
(3)什么叫慣量匹配
電機具有轉(zhuǎn)動慣量J,這是電機一個很重要的參數(shù),很多情況下我們發(fā)現(xiàn)根據(jù)公式轉(zhuǎn)速,扭矩都吻合但我們選的電機依然會有問題這時候我們就需要關注一
下這個轉(zhuǎn)動慣量J了,
不同結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量計算有不同的公式。
這里主要說下是負載轉(zhuǎn)動慣量在歸算到電機軸上時是按傳動比平方的倒數(shù)倍減小,1/i的平方倍。
什么叫轉(zhuǎn)動慣量?
轉(zhuǎn)動慣量(Moment of Inertia),是剛體繞軸轉(zhuǎn)動時慣性(回轉(zhuǎn)物體保持其勻速圓周運動或靜止的特性)的量度,用字母I或J表示。在經(jīng)典力學中,轉(zhuǎn)動慣量(
又稱質(zhì)量慣性矩,簡稱慣矩)通常以I 或J表示,SI 單位為 kg·m2。對于一個質(zhì)點,I = mr2,其中 m 是其質(zhì)量,r 是質(zhì)點和轉(zhuǎn)軸的垂直距離。
轉(zhuǎn)動慣量在旋轉(zhuǎn)動力學中的角色相當于線性動力學中的質(zhì)量,可形式地理解為一個物體對于旋轉(zhuǎn)運動的慣性,用于建立角動量、角速度、力矩和角加速度
等數(shù)個量之間的關系。
質(zhì)量轉(zhuǎn)動慣量
其量值取決于物體的形狀、質(zhì)量分布及轉(zhuǎn)軸的位置。剛體的轉(zhuǎn)動慣量有著重要的物理意義,在科學實驗、工程技術、航天、電力、機械、儀表等工業(yè)領域
也是一個重要參量。電磁系儀表的指示系統(tǒng),因線圈的轉(zhuǎn)動慣量不同,可分別用于測量微小電流(檢流計)或電量(沖擊電流計)。在發(fā)動機葉片、飛輪、陀螺
以及人造衛(wèi)星的外形設計上,精確地測定轉(zhuǎn)動慣量,都是十分必要的。
轉(zhuǎn)動慣量只決定于剛體的形狀、質(zhì)量分布和轉(zhuǎn)軸的位置,而同剛體繞軸的轉(zhuǎn)動狀態(tài)(如角速度的大小)無關。形狀規(guī)則的勻質(zhì)剛體,其轉(zhuǎn)動慣量可直接用公
式計算得到。而對于不規(guī)則剛體或非均質(zhì)剛體的轉(zhuǎn)動慣量,一般通過實驗的方法來進行測定,因而實驗方法就顯得十分重要。轉(zhuǎn)動慣量應用于剛體各種運
動的動力學計算中。
面積轉(zhuǎn)動慣量
描述面積繞同它垂直的互相平行諸轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量之間的關系有如下的平行軸定理:面積對于一軸的轉(zhuǎn)動慣量,等于該面積對于同此軸平行并通過形心之
軸的轉(zhuǎn)動慣量加上該面積同兩軸間距離平方的乘積。由于和式的第二項恒大于零,因此面積繞過形心之軸的轉(zhuǎn)動慣量是繞該束平行軸諸轉(zhuǎn)動慣量中的最小
者。
來源:機械圈
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