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首先說結論吧，電機手冊的慣量跟出力軸尺寸無關,。你可以轉變下思路，把這幾個物理量跟實際運動聯(lián)系起來,，這個是在中學就教到的方法,。
線性運動---《力》 ---【*質量*】【---線速度--- 線加速度---動量】
旋轉運動---《扭矩//力矩//轉矩》---【*慣量*】【---角速度---角加速度---角動量】
這兩組可以說是在概念上高度對照，我用印象中的知識來解釋一下：
對于線性運動,，質量是一個關于保持靜止/勻速線性運動的特性,，力是改變運動狀態(tài)的條件【大白話：質量越大也就是東西越重，想要讓他動起來,，或者讓他剎住車,，需要的力就越大】這個就是我們經(jīng)常說的慣性，質量可以看作慣性的一個指標,；
對于旋轉運動,，慣量是一個關于保持靜止/勻速圓周轉動的特性，而力矩則是改變旋轉運動狀態(tài)的條件【大白話：慣量好比在圓周運動里的質量,，想要保持靜止或者讓他停轉,，慣量越大，需要的力矩就越大】對照上一節(jié)說的物體在線性運動中的慣性問題,，在旋轉運動中,，慣量還有一個名稱叫慣性矩,；
再回到如何看待電機的慣量問題。實際上慣量的單位已經(jīng)排除了尺寸的影響,，在不特意說明的情況下,，慣量是指物體沿著它自己的質量中心旋轉時的一個特性。舉個例子：如果兩個物體的慣量相同,，它的外形不一定一致,，可能一個輕一些但尺寸更大，而另一個中一些但尺寸更小,。但對于他們而言,，想要達到同樣的運動狀態(tài)（假設受力一致），需要的力矩其實都是一樣的,。
看到這里是不是感覺有點跟質量聯(lián)系變弱了,，好像更復雜了？實際上這兩者還是強相關,，區(qū)別在于要明白旋轉運動相對線性運動多了一個條件,，轉動中心。我們在處理線性運動的時候,，已經(jīng)把一個立體的受力對象抽象成一個質點,，所有的質量都集中在這個點上，這個點在一條線上來回跑動,，這個就是線性運動,。那么到了旋轉運動，我們把原本只在一條線上運動的點,，放到一個需要考慮上下左右的平面上,，在這個平面上，物體相對于某一個點在做旋轉,，假設轉速是60r/min,，如果我保持這個中心不變，把這個物體不斷地拉遠,，那我們需要讓他保持同樣的轉速,，是不是需要的力矩就越來越大。
這里就引申出來我們在機構慣量匹配中的兩個問題,。
1,、對于電機而言，手冊上標出來的慣量就是相對軸心,，它本身的結構我們已經(jīng)不關心了,；
2、對于我們設計的執(zhí)行端，根據(jù)絲杠/帶傳動等等,，質量相對于轉動中心的分布是復雜,，加上減速比影響，電機轉一圈,，后面的結構并不是對應一圈,。
所以在計算慣量比時，我們多了一步《折算到電機軸》,�,！墩鬯愕诫姍C軸》其實就是根據(jù)我們后面設計的結構特征，把原本復雜的運動統(tǒng)一成在電機軸這一個旋轉中心的旋轉運動,。
【大白話：不管多復雜,，我先把它當成一邊是電機，另一邊是折算后的負載,，兩個在一根軸上連著，電機轉一圈,，折算后的負載也轉一圈】那么在這種情況下,，如果電機的慣量太小，那是不是電機剎住了,，軸那邊的負載還能拉著電機再轉一下,？這個就又回到我們開頭，把慣量跟質量聯(lián)系到一起,，一個小質量的物體跟一個大質量的物體,，用一根剛軸連在一起，如果是小馬拉大車,，那是不是小馬停下來的時候,，大車往前一頂，能把小馬戳死,？反而言之,，如果是大馬拉小車，大馬剎住了,，小車往前一頂,，大馬什么感覺都沒有，輕輕松松,。
這個折算的具體的公式我就不贅述了,。另外再偏題一下，慣量比（負載/電機）為什么一直都是大于1,，也就是我們一直用小馬拉大車,，而且還得算一下小馬能多小。為什么不拿大馬拉小車呢？這個解釋其實大家都能想到的,，錢,！小馬自己也要跑，它跑起來也要看自己的慣量,，我們在執(zhí)行段隨便放點小東西,，他可能離電機軸稍微遠一些，對于電機來說就是很大的慣量了,。而這么大一個慣量,，我電機本身的慣量還想比你大的話，那我不是得選一個巨無霸電機,，相對的功率跟工藝導致造價是好幾十倍,，這個怎么可以。當然我不排除有大馬拉小車的情況,，但是好比大伙做工掙口吃的一樣,，老板肯定想少糧多出力嘛。
分享一下,，像我在匹配慣量比的時候,，第一步就是先找到a《電機的慣量》，這個就是放在軸左邊的【小馬】,。第二步是分析執(zhí)行結構的質量分布情況,，根據(jù)公式計算負載折算到減速機這里的慣量多大，第三步就是檢查減速比,，計算出來《負載慣量/（減速比的平方）》,，這個就是b《折算到電機軸的慣量》，而這個b才是我們說的【大車】,。最后一步就是計算慣量比=b/a,，檢查下到底合不合適。（關于匹配問題,，這個可以看論壇上的帖子,，講的特別到位http://giwivy.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=477980）
再討論下之前看到的一些問題，減速機的慣量,，聯(lián)軸器的慣量怎么處理,？
對于減速機，一般情況下,，很多廠商根本不會提供他們產(chǎn)品的慣量,，想要計算都無從入手。但是如果有提供,，這個慣量應該是相對于輸入端而言,，也就是要b=《負載慣量/（減速比的平方）》+《減速機慣量》,。
對于聯(lián)軸器，要看情況,，如果一個小扭矩的場合,，用的一個鋁合金聯(lián)軸器幾百克，然后我們聯(lián)軸器放在哪里,？放在減速機后面,，也就是如果考慮的話，現(xiàn)在的b=《負載慣量/（減速比的平方）》+《聯(lián)軸器慣量/（減速比的平方）》,，后面這個值只有在聯(lián)軸器本身很大體積很大質量,，它才是一個需要我們注意的值。這個處理方法,，其實還是我們常用的,，依據(jù)精度需求，適當?shù)睾鲆曇恍┮蛩赜绊憽?br />
綜上,，這個是我本人對慣量的一份理解,，請各位機友過目斧正。
補充內容 (2024-8-11 13:59):
慣性矩的叫法其實我不太贊同,，很容易跟抗彎的I混淆,。從個人觀點，我們在經(jīng)典力學里面用的F=ma,，m叫做《慣性質量》,，而對于旋轉運動公式的T=Jα（阿爾法）,，J叫做《質量轉動慣量》是比較好的對比,。
補充內容 (2024-8-12 16:24):
@599142655提到的是一個應用問題，也是從能量角度去看待質量m和慣量J,。
能量才是運動的核心,，相同的運動速度，質量越大動能越大,。這個準則是線性+旋轉運動都適用,。
補充內容 (2024-8-12 16:26):
對比兩者的公式組，不難發(fā)現(xiàn)旋轉運動多了一個尺寸指標,，質量是kg,，慣量是kg*m^2，這個m^2其實是旋轉中心到物體的一個尺寸,。
抽象一點,，可以說旋轉運動是線性運動的升維，從這個方面去理解也更容易看出兩者的統(tǒng)一
補充內容 (2024-8-12 17:13):
今天還看到慣量比折算時減速比的影響,。
提供一個角度,，還是一端電機一端負載的模型。想象下沒有減速比，那么電機一圈負載一圈,。引入減速比后,，電機1圈負載0.2圈，相當于負載的旋轉半徑變小5倍,，旋轉更集中了,。 |
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樓主: hl90
發(fā)表于 2024-8-11 08:51:16
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