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負(fù)載需要的驅(qū)動(dòng)力矩可以簡(jiǎn)單地分為三部分:一部分用來抵抗負(fù)載的慣性以達(dá)到一定轉(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)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(yīng)用M=Jα,。
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J可以在網(wǎng)上找到很多計(jì)算公式,,但在SW里直接計(jì)算要快得多。此外J與轉(zhuǎn)軸的位置密切相關(guān),,因此我們可以在轉(zhuǎn)軸上建立坐標(biāo)系來考察特定軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,。如圖所示,我們很方便地得到了負(fù)載相對(duì)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為238.14kg·m^2(必須注意,,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由積分得來,,即使我使用了與你相同的質(zhì)量和質(zhì)心位置,只要質(zhì)量的分布不同,,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的結(jié)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(shè)備中)。
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轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量
2023-12-19 14:31 上傳
角加速度α則與你的工況相關(guān),,假設(shè)這個(gè)設(shè)備需要在2s內(nèi)把負(fù)載加速到0.5轉(zhuǎn)/秒,,
那么α=Δω/Δt=2π·0.5/2=1.57rad/s^2。
負(fù)載如果不偏心,,各運(yùn)動(dòng)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(jié)果:
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慣量motion仿真
2023-12-19 14:49 上傳
對(duì)于第二部分,,由于負(fù)載偏心,,我們驅(qū)動(dòng)動(dòng)質(zhì)心升高時(shí)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(shí)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(jī)械效率(如減速機(jī)樣本中的數(shù)據(jù),、各種標(biāo)準(zhǔn)件的傳動(dòng)效率經(jīng)驗(yàn)表)涵蓋這部分,我們假設(shè)機(jī)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(jī),取個(gè)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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