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丝杠传动转动惯量计算

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发表于 2019-2-25 19:13:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
竖直安装的滚珠丝杆提升200kg的负载,滚珠丝杆导程10mm,公称直径20mm,行程300mm,速度500mm/s。1.根据能量守恒定律,mgh=1/2Jω²,其中m---负载质量;g---重力加速度;h---行程;J---负载、丝杠等核算到电机轴上的转动惯量;ω---电机转速;请问这个公式有问题吗?我算出来的转动惯量比较大,都没法选合适的伺服电机,差了1、2个数量级;
2.丝杠平台负载折算到电机上的转动惯量公式,J=m(p/2π)²和J=m(/p2π)²,前者是我查到的大部分实例中的答案,后者是我看到的一位在施耐德工作的美国人编的选型书籍找到的答案,哪个正确呢?
以上,还请各位大侠指教,感谢!


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发表于 2019-2-25 19:33:30 | 显示全部楼层
对不对看惯量单位的量纲

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量纲是对的,推导过,但是我总感觉不太对,整个的认知还是不清晰,感谢大侠回复。  发表于 2019-2-25 19:36
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发表于 2019-2-25 19:34:30 | 显示全部楼层
J=m(p/2π)², 差很多的话是不是单位没换算。
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 楼主| 发表于 2019-2-25 19:38:17 | 显示全部楼层
大风吹 发表于 2019-2-25 19:34
J=m(p/2π)², 差很多的话是不是单位没换算。

都用的是标准单位,m,s,kg等。
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发表于 2019-2-25 21:08:52 | 显示全部楼层
丝杆传动的电机功率和惯量计算,要与丝杆安装方式有关。
1.水平安装使用的时候,计算比较简单。只要克服(重力×摩擦系数)做功。
2.垂直使用和倾斜使用时,要在比水平安装使用多一个克服重力做功。

所以看了一下前后计算方式,第一个是垂直使用场合使用比较合适,而第二个则是水平使用没加重力进去。所以两者计算出来也不一样。
伺服电机功率计算分两步,第一步是 保持扭矩计算 第二:起动惯量和最大加减速时产生的惯量再求出扭矩。 再进行匹配计算就可以了。

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大侠,还想请教一个问题,根据mgh=1/2Jω²,会得到角速度越小折算到电机轴上的转动惯量越大,这个该怎么理解呢?  发表于 2019-2-25 22:41
感谢大侠解惑,垂直使用时计算出来的负载转动惯量比较大,我查三菱伺服电机手册,能与之匹配的电机功率都比较大;  发表于 2019-2-25 22:20
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发表于 2019-2-25 21:41:25 | 显示全部楼层
本帖最后由 iyxx37 于 2019-2-25 21:44 编辑

大侠怎么没看过三菱安川手册上的公式,如果对公式不确定哪个是对的,对照下这种官方的不就好了J=m(p/2π)²,惯量与导程成正比,导程越大惯量越大,所以这个是对的

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是的,我自己推导的也是这个公式,感谢!  发表于 2019-2-25 22:29
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发表于 2019-2-25 23:14:38 | 显示全部楼层
大虾,转动惯量是物体的固有性质,跟你的安装方式无关,就算你放太空上去,也是一样的。

再有,不能根据什么能量守恒来计算,根据J=m(p/2π)²来折算就可以了。

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大侠所言极是,这里用能量的概念来解释可能有点不好,另外,转动惯量是一个定值,在结构和材料确定之后就定下了,和质量质量一样,今天想通...  发表于 2019-2-26 20:40
假设电机做的功全部变为动能和势能,你也不能说动能就等于势能啊。  发表于 2019-2-26 09:09
因为按照J=m(p/2π)²计算的转动惯量算出来电机做的功1/2Jω²和mgh还差好多,多出来的这部分重力势能应该也是电机做功才对,怎么解释呢?  发表于 2019-2-26 08:14
对的,惯量跟安装方式无关。可能我没写仔细,丝杆传动功率计算要看安装方式。  发表于 2019-2-26 07:03
我明白大侠说的意思,垂直提升负载的重量由配重来抵消。如果负载不是很重的话,电机通过丝杠托举不起来吗?(有导向,丝杠受拉力)  发表于 2019-2-25 23:49
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发表于 2019-2-26 09:54:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 辰宇 于 2019-2-26 10:58 编辑

mgh=1/2Jω² 这个公式是没错但可能用误了。如果E=1/2Jω² 和E=1/2mv² 两个公式是等效的

即 v=ωr J=mr² 分别带入就可以得到E=1/2Jω² 和E=1/2mv²这两个公式可以互换,

mgh=1/2Jω²=1/2mv²  如果你把m约掉 分别把h 和v分别带入两端 计算结果不是等号。

所以计算时公式使用时与场合不一致,没有考虑丝杆半径和导程之间转换关系。建议你用 J=m(p/2π)²计算
mgh=1/2Jω² 这个公式用在立式圆盘转动 圆盘有一个质量m的块 从水平转到最高点时,这时公式可以成立。

而且做功跟 保守力做功和非保守力做功,两者区别可以理解 位移和路程关系。前者只计算前后之差的距离,而路程是整个轨迹的长度。

大学物理有详细解释,可以看看。





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感谢大侠解惑,这里用能量的概念去解释好像确实不好,大侠说的内容我再去查一下资料,感谢!  发表于 2019-2-26 20:42
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