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              上海楓信

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              減速機功率扭矩速比摩擦系數計算公式

              整理:

              1、知道電機功率和速比及使用系數,求減速機扭矩如下公式:

              減速機輸出扭矩=9550×電機功率÷電機功率輸入轉數×速比×使用系數

              2、知道扭矩和減速機輸出轉數及使用系數,求減速機所需配電機功率如下公式:

              電機功率=扭矩×電機功率輸入轉數÷9550÷速比÷使用系數

              3、旋轉物體的扭矩計算公式:

              T=9550×P/n  (N.m)

              T:扭矩(N.m,牛.米); 9550—常數; P—電機功率(kw);

              n—輸出的轉數(r/min)

              4、伺服電機扭矩計算公式:

              T=F×R×減速比

              例:帶動100kg的物體,R=50mm,減速比1:50,求伺服電機的扭矩?

              計算:100*9.8(重力加速度)0.05*0.02=0.98  (N.m)

              5、減速機扭矩計算公式:

              T=9550×P×η/n  (N.m)

              T:扭矩(N.m,牛.米);  P—電機的額定(輸出)功率(kw);

              η—(減速機效率)一般的單級減速機效率可以不考慮,但雙級、三級是一定要考慮的,蝸輪蝸桿減速的效率很低,功率損失一般在1/4以上,一定要在計算時考慮進去,n—減速機的輸出轉數(r/min)

              計算出T后,

              T=F*R

              R—轉盤半徑 (米);F—減速機輸出最大扭矩時通過轉盤提升重物時所產生的力  (牛)。

              再根據F計算出該電機能夠牽引的最大重量。

              輸送類的輸送能力(拉力)F=f=N*u=mg*u

              u—摩擦系數

              不銹鋼304與不銹鋼304之間的摩擦系數

              1)    滾動摩擦有潤滑: 0.050.10 無潤滑: 0.10.12

              2)    滑動摩擦有潤滑:0.15 0.30無潤滑: 0.30-0.40.

              例:已知條件:
              1,
              整車自重M=400KG,
              2,
              驅動輪直徑D=300mm,(R=D/2=150mm)
              3,
              假設輪與地面的摩擦系數u=0.04,
              4,
              車速度(即驅動輪的線速度V=0.0785m/s)
              5,
              驅動輪與電機(該電機為減速電機,假設減速比為150)通過鏈傳動,減速比i=0.5(設鏈傳動效率為0.95)
              根據以上條件,確定電機的功率P,電機減速箱處扭矩T,電機輸入軸處扭矩T入和電機輸入轉速V
              思路:
              1,
              首先求出車啟動的牽引力: F=f=N*u
              F=400*9.8*0.04=156.8N
              2,驅動輪上的轉矩: T=F*(R)=156.8*0.15=23.52NM
              3,
              車子的功率: P=F*V=156.8*0.0785=12.3W
              4,
              電機扭矩: 電機通過鏈傳動,且減速比為0.5,則電機輸出軸的扭矩=0.5*驅動輪處扭矩,23.52/2=11.76NM, 又電機帶減速箱,故電機輸入軸處扭矩為11.76/150=0.0784NM.
              5,
              電機轉速:車子速度V=0.0785m/s,求得驅動輪轉速n=5RPM;又鏈傳動減速比為0.5,故電機輸出軸轉速為5*2=10RPM;減速箱的減速比為150,故求得電機的輸入轉速為1500
              6,
              電機功率P=(T*n)/9550=(0.0784*1500)/9550=12.3W



              電機功率計算公式
              例:
              要用電機帶動小車,小車在軌道上行駛,求電機的功率,可假設小車加載荷的質量為40噸,行駛速度為60m/min,行駛軌道為鋼軌,還有未知因素進行假設。
              電機功率計算公式可以參考下式:
              P= F×v÷60÷η 
              公式中 P 功率 (kW) ,F 牽引力 (kN),v 速度 (m/min) ,η傳動機械的效率,一般0.8左右。 
              在勻速運行時牽引力 F 等于小車在軌道上運動時的摩擦力,

              F=μG , μ是摩擦系數,與輪子和導軌的狀態有關;

              G = 400kN (40 噸)。
              啟動過程中小車從靜止加速到最高速,還需要另一個加速的力, F = ma,  m是小車和負載的總質量,a 是加速度,要求加速時間越短,a 越大,F 也越大。
              所以牽引力還要加上這一部分??梢园焉厦婵紤]摩擦力計算出的功率乘一個系數 k (可取1.22倍)作為總功率。k 越大,加速能力越強。例如本例中如果取η=0.8, μ=0.1, k=1.25,則
              P= F×v÷60÷η×k = 0.1×400 ×60 ÷60 ÷0.8 ×1.25 = 62.5 kW
              另外,質量較大的物體加速過程可能較長,還要考慮采用什么電機,什么樣的啟動方式。


              對于變頻器+普通電機的(包括變頻調速三相異步電動機)配合

              因為普通電機的基頻(額定頻率)為50Hz,所以在50Hz以下(5-50Hz)電動機處于恒轉矩調速狀態,隨著頻率降低,輸出電壓也相應降低,(否則電動機磁通過大,發熱嚴重)同時輸出功率逐漸下降。電動機的輸出轉矩基本保持不變。 50Hz以上(50-100Hz)調速時,電動機處于恒功率區,隨著頻率的升高,電動機輸出轉矩逐漸下降,功率基本保持不變。


              蝸輪蝸桿減速機自鎖特性說明:

              蝸輪蝸桿減速機的主要特點是具有較大的減速比,輸入軸和輸出軸不在同一軸線上,也不在同一平面上,但是傳動效率不高。 蝸輪蝸桿減速機在達到一定減速比和蝸桿導程角時有反向自鎖功能,這也是有很多用戶喜歡采用蝸輪蝸桿減速機的原因,下面簡單介紹一下蝸輪蝸桿減速機達到自鎖有條件: 單頭的蝸桿:如果螺旋角小于摩擦角時,可以自鎖。 多頭的蝸桿:螺旋角會大于摩擦角,就不能自鎖。 理論上蝸桿的導程角小于等于當量摩擦角。當蝸桿螺旋線升角小于3-6度時,蝸輪蝸桿傳動能自鎖.有如下幾種情況:

              1.蝸輪付摩擦系數為0.6時,蝸桿導程角小于3°29′11″即自鎖,反之不自鎖;

              2.蝸輪付摩擦系數為0.7時,蝸桿導程角小于4°03′57″即自鎖,反之不自鎖;

              3.蝸輪付摩擦系數為0.8時,蝸桿導程角小于4°38′39″即自鎖,反之不自鎖。

              不過要注意的是,不是所有的蝸輪傳動都具有很好的自鎖功能,蝸輪的自鎖功能要達到一下速比(i:30、40、50、60、70、80)才能實現。這和導程角有關,即小速比的蝸輪蝸桿自鎖功能就不那么理想

               如果要自鎖效率還高的方法:采用大減速比減速器加制動電機即可,但是建議不要將蝸輪蝸桿的自鎖功能給予過重的負載(單臺大減速比蝸輪蝸桿減速機蝸輪的齒形厚度小,強度降低),避免失誤。如果需要更可靠的自鎖,最好不要僅采用蝸桿自鎖,而最好應該另加其他鎖緊措施。


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