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    精密行星減速機(jī)在伺服控制中起的作用解析

    發(fā)布時(shí)間:2019-12-04 閱讀量:

      在機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制的中,精密行星減速機(jī)是一個(gè)機(jī)械能的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),電機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)精密齒輪減速機(jī)后得以放大,轉(zhuǎn)速得以降低,反之,負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量經(jīng)精密齒輪減速機(jī)耦合到電機(jī)上,得以減小。其作用見(jiàn)下圖B-1

      

      我們知道,理想的情況是傳遞過(guò)程功率守恒,但實(shí)際總是有損耗,設(shè)傳遞過(guò)程的效率是η,那么:TmWm/η=TL WL

      又因?yàn)闇p速比i=Wm/ WL WL = Wm / i(B-1)

      所以TL =iηTm(B-2)

      Tm——電機(jī)力矩(NM),TL——載荷力矩(NM),

      Wm,WL——電機(jī),載荷角速度(弧度/s)

      我們?cè)賮?lái)看一下齒輪減速器對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的作用,由能量不滅的基本原理,在傳動(dòng)鏈中,同一時(shí)刻的儲(chǔ)能相等:

      

      從而得出:

      行星減速機(jī)(B-3)

      Jem­——折算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kgm2)

      JL——載荷轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kgm2)

      從上述推演可看出,平時(shí)我們很熟悉的關(guān)于齒輪箱的公式,都是源自物理學(xué)的能量守恒定理。

      上述的(1)—(3)表示了減速機(jī)的三個(gè)基本功能:

      1.降低伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速(WL)

      伺服電機(jī)的額度功率一般體現(xiàn)在轉(zhuǎn)速1000rpm到6000rpm之間,甚至高達(dá)10000rpm以上,實(shí)際使用過(guò)程中很少使用到如此高的轉(zhuǎn)速,同時(shí)為了充分利用電機(jī)的額定功率,所以需要通過(guò)合適減速比的減速機(jī)來(lái)獲得需要的工作轉(zhuǎn)速。

      2.轉(zhuǎn)矩放大(TL)

      在電機(jī)輸入給減速機(jī)的功率一定的情況下,由于減速機(jī)輸出速度的降低,必然會(huì)獲得更大的輸出轉(zhuǎn)矩。很多情況下這也是巴普曼工業(yè)科技選用減速機(jī)的一個(gè)重要理由。

      3.匹配負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(Jem)

      伺服電機(jī)的慣量是比較小的,一般來(lái)說(shuō)折算到伺服電機(jī)本身的負(fù)載慣量不能超過(guò)伺服電機(jī)本身慣量的4倍(不同品牌伺服電機(jī)的設(shè)計(jì)有很具體的數(shù)據(jù)),而實(shí)際應(yīng)用中的負(fù)載有很多種,如果負(fù)載的慣量與電機(jī)能接受的慣量相差太遠(yuǎn),就會(huì)大大降低伺服電機(jī)的響應(yīng)速度,從而影響生產(chǎn)效率和增大動(dòng)態(tài)誤差。而行星減速機(jī)就能起到匹配慣量的關(guān)鍵作用。

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