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探索机械动力学的奥秘:如何通过扭矩与惯量优化电机选型与系统设计

点击次数:8    发布时间:2025-05-01

一、容量配置入门篇

  牛顿三大运动法则阐述如下:

  1.物体若未受外力作用,将维持静止或匀速直线运动状态,直至外力介入迫使状态改变。

  2.物体受力后会产生加速度,加速度方向与受力方向一致,加速度大小与受力大小成正比,与物体惯性质量成反比。

  3.两个物体间的作用力与反作用力,作用在同一直线上,大小相等,方向相反。

探索机械动力学的奥秘:如何通过扭矩与惯量优化电机选型与系统设计

  基于外力计算扭矩的方法:

  扭矩=力×半径=力×(一转移动量÷2π)=力×(周长÷2π)

  加速扭矩=半径×质量×加速度

  加速度=速度V÷时间,加速扭矩=半径×质量×速度V÷时间

  速度V=距离÷时间=半径×角度÷时间=半径×角速度

  加速扭矩=半径×质量×半径×角速度÷时间

  =半径2×质量×角加速度

  半径2×质量即为惯量

  转动惯量定义为:J=∑ mi*ri2(式中mi表示刚体某质点质量,ri表示该质点到转轴的垂直距离)。转动惯量是衡量刚体转动惯性的物理量,它与刚体的质量、质量分布有关。刚体的转动惯量由质量、质量分布、转轴位置三个因素决定。同一刚体对不同转轴的转动惯量不同,提及转动惯量时,必须明确是指哪个轴。

  惯量转换

探索机械动力学的奥秘:如何通过扭矩与惯量优化电机选型与系统设计

  伺服系统选型关键要素:扭矩、速度、转动惯量、功率。扭矩、速度、转动惯量、功率之间的关系:

  P=N*T÷9549.3

  在额定转速以下,电机输出恒定扭矩;在额定转速以上,输出恒定功率(式中P:功率,单位为kW;N:电机额定转速,单位为RPM;T:额定扭矩,单位为N.m)。

  例如:某电机功率为200W,额定转速3000RPM,其额定扭矩为多少?由公式得:

  T=(9549.3 * P)÷N=((9549.3 *0.2)÷3000=0.64 Nm

  皖南电机价格表 提供了丰富的电机产品,可根据实际需求选择合适的型号。

二、案例分析

  客户在后续设计中,将机械质量由20kg增至30kg,应如何处理?是否需要选择更大容量的马达?

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  无需,马达额定速度为3000rpm,滚轴丝杠导程40mm,线速度可达2000mm/s。

  而实际客户仅需500mm/s速度,因此可将导程调整为10mm。

三、案例分析总结:

  1.在满足移动速度要求的前提下,滚轴丝杠导程宜尽量选择较小值。

  2.马达转速不宜低于额定速度太多,*好保持在额定转速的90%左右。

  3.设计变更后,需重新进行容量计算。

  皖南电机作为国内知名电机品牌,以其高品质、高性能和合理的价格受到广大用户的信赖。安徽皖南电机提供全面的售后服务,确保客户在使用过程中得到及时的帮助和支持。

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