7 шагов, которые помогут вам выбрать наиболее подходящий гармонический зубчатый поворотный привод

Как выбратьповоротный привод с гармонической передачей, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям?

В этой статье представлен процесс выбора и расчета с точки зрения определения передаточного отношения, расчета крутящего момента, расчета нагрузки на подшипники, подтверждения инерции нагрузки и согласования с приводом.

1. Расчет крутящего момента нагрузки

1) Формула расчета крутящего момента силы тяжести нагрузки:

TG = M × g × L × cosΘ

Θ = угол между направлением силы тяжести и плечом рычага L

2) Формула расчета крутящего момента ускорения нагрузки:

Ta = J × α

Инерция нагрузки J: измеряется с помощью программного обеспечения для 3D-моделирования (необходимо учитывать свойства материала и обращать внимание на положение начала системы координат при измерении)

Угловое ускорение α: определяется в соответствии с фактическими требованиями пользователя (например, поворот на 180 градусов за 1 секунду, при этом фаза ускорения занимает 0,1 секунды)

3) Подтвердите суммарный пиковый крутящий момент при запуске и остановке редуктора:

∑T = (TG + Ta) × коэффициент безопасности

Коэффициент безопасности: 1,2 для слабых ударных нагрузок, 1,5 для средних ударных нагрузок, 2,0 для тяжелых ударных нагрузок

Пиковый крутящий момент при запуске-остановке ∑T ≤ максимальный крутящий момент ускорения T2B

2. Процесс выбора продукта – Расчет крутящего момента

1) Установите систему координат вращения

2) Выберите соответствующую систему координат

3) Наблюдайте значение, определенное выходной системой координат (Izz, показанное на рисунке)

T = J × α + TG

T: пиковый крутящий момент

J: момент инерции

α: угловое ускорение

TG: статический крутящий момент нагрузки

Совет: Угловое ускорение можно просто запланировать линейно.

Пример:

Двигатель разгоняется с 0 об/мин до 3000 об/мин за 0,12 с, передаточное отношение 101, а инерция нагрузки, смоделированная в SolidWorks, составляет 0,88 кг·м².

α = (3000/60 × 2π) / 101 / 0,12 = 25,9 рад/с²

Игнорируя статический крутящий момент, пиковый крутящий момент T = J × α = 0,88 × 25,9 = 22,8 Н·м

3. Процесс выбора продукта – Расчет крутящего момента

T = J × α + TG

Пример:

Двигатель разгоняется с 0 об/мин до 3000 об/мин за 0,5 с, передаточное отношение 101.

α = (3000/60 × 2π) / 101 / 0,5

Игнорируя статический крутящий момент, пиковый крутящий момент T = J × α

Пример:

Двигатель разгоняется с 0 об/мин до 3000 об/мин за 0,12 с, передаточное отношение 101, а инерция нагрузки, смоделированная в SolidWorks, составляет 0,88 кг·м².

α = (3000/60 × 2π) / 101 / 0,12 = 25,9 рад/с²

Игнорируя статический крутящий момент, пиковый крутящий момент T = J × α = 0,88 × 25,9 = 22,8 Н·м

4. Процесс выбора продукта – Проверка подшипников

Крутящий момент изгибающей нагрузки

Метод расчета статического момента нагрузки следующий:

Mmax = Frmax × Lr + Famax × La

В частности, при быстром качании нагрузки необходимо учитывать центробежную силу. В этом случае суммарная радиальная нагрузка на подшипник составляет:

∑Fr = Frmax + m × r × ω²

5. Процесс выбора продукта – Проверка инерции

Согласование инерции двигателя

Для достижения лучшей отзывчивости системы и более точного управления между двигателем и нагрузкой требуется расчет согласования инерции для инерции нагрузки, инерции входного ротора редуктора и инерции ротора двигателя.

Поскольку форма и распределение плотности нагрузки клиента часто неравномерны, инерцию нагрузки можно быстро получить непосредственно из программного обеспечения для 3D-моделирования.

Формула расчета соотношения инерции нагрузки:

Инерция нагрузки / i² / инерция ротора двигателя

Этот результат должен быть ограничен 5 для лучшей реакции сервосистемы.

(i = передаточное отношение)

Если первоначально выбранное передаточное отношение не подходит после расчета, увеличьте передаточное отношение или выберите двигатель со средней или высокой инерцией.

6. Процесс выбора продукта – Расчет точности

Расчет точности позиционирования редуктора

При использовании поворотного привода для абсолютного позиционирования ошибку на внешней окружности вращения нагрузки можно рассчитать по следующей формуле (эта формула не включает ошибку крутильной жесткости, вызванную крутящим моментом нагрузки):

δ = точность позиционирования (угл. сек) / 3600 / 57,3 × R (радиус вращения)

Пример:

Для HAT20-100 односторонняя точность позиционирования составляет 60 угл. сек, а радиус вращения R = 200 мм.

Погрешность передачи ≤ 60 / 3600 / 57,3 × 200 = 0,058 мм

7. Процесс выбора продукта – Расчет точности

Дополнительные соображения:

Для наружного применения: обратите внимание на пусковой момент и замените смазку на низкотемпературную.

Для сред с кислотной и щелочной коррозией: требуется вторичная защита выходного конца редуктора.

Для особых требований к высокой точности: необходимы гармонические редукторы с ультравысокой жесткостью, изготовленные на заказ.

Особые требования к биению торца и радиальному биению при обработке на станках.

Для требований к чрезвычайно компактному монтажному пространству: стандартные редукторы могут не соответствовать требованиям; требуется изготовление на заказ.

Если у вас остались вопросы по выбору поворотного привода с гармонической передачей, пожалуйста, свяжитесь с нами.