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負載需要的驅動力矩可以簡單地分為三部分:一部分用來抵抗負載的慣性以達到一定轉速,,一部分用來克服其重力(如果有偏心),,還有一部分用來克服各運動副摩擦。
接下來以你這里面2t,,偏心40mm的情況為例,,第一部分可以應用M=Jα。
轉動慣量J可以在網(wǎng)上找到很多計算公式,,但在SW里直接計算要快得多,。此外J與轉軸的位置密切相關,因此我們可以在轉軸上建立坐標系來考察特定軸上的轉動慣量,。如圖所示,我們很方便地得到了負載相對轉軸的轉動慣量為238.14kg·m^2(必須注意,,轉動慣量由積分得來,,即使我使用了與你相同的質量和質心位置,只要質量的分布不同,,轉動慣量的結果就可能差很多,,所以你不能直接拿我這里的數(shù)據(jù)套用到設備中)。
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轉動慣量測量
2023-12-19 14:31 上傳
角加速度α則與你的工況相關,,假設這個設備需要在2s內(nèi)把負載加速到0.5轉/秒,,
那么α=Δω/Δt=2π·0.5/2=1.57rad/s^2。
負載如果不偏心,,各運動副也十分光滑,,那么就直接有M1=Jα=238.14×1.57=374Nm,通過motion仿真也得到同樣的結果:
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慣量motion仿真
2023-12-19 14:49 上傳
對于第二部分,,由于負載偏心,,我們驅動動質心升高時要克服重力做功,如圖所示,,這部分重力矩的變化規(guī)律比較容易得出:
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重力矩
2023-12-19 14:59 上傳
即M2=mg·e·sinθ=mg·e·sinωt=2000×9.8×0.04×sinωt=784sinωt,,且易知θ=90°時力矩最大,為784Nm,,通過motion仿真也窺見M1,、M2疊加后的力矩變化規(guī)律:
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慣性力矩+重力矩
2023-12-19 16:25 上傳
最后,,摩擦力矩M3不必算出,而是可以通過機械效率(如減速機樣本中的數(shù)據(jù),、各種標準件的傳動效率經(jīng)驗表)涵蓋這部分,,我們假設機械效率為60%,那么合力矩M=M1+M2+M3=(M1+M2max)/0.6=(374+784)/0.6=1930Nm,,通過motion仿真也可以得到三者疊加后的力矩變化規(guī)律:
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合力矩
2023-12-19 16:53 上傳
而如果你最終選擇了一款1:160的減速機,,取個工況系數(shù)K=1.2,那最終需要的輸入力矩就是Mi=1.2×M/160=19.47Nm,。
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