7 steg för att hjälpa dig välja det mest lämpliga roterande ställdonet med harmonisk växel

Hur väljer du detharmoniska växelroterande ställdonet som bäst passar dina behov?

Den här artikeln introducerar urvals- och beräkningsprocessen utifrån perspektiven att bekräfta reduktionsförhållandet, vridmomentberäkning, lagerbelastningsberäkning, bekräftelse av lasttröghet och drivermatchning.

1. Beräkna lastvridmoment

1) Beräkningsformel för lastens gravitationsvridmoment:

TG = M × g × L × cosΘ

Θ = vinkeln mellan tyngdkraftens riktning och hävarmen L

2) Beräkningsformel för lastens accelerationsvridmoment:

Ta = J × α

Lasttröghet J: mäts med hjälp av 3D-modelleringsprogramvara (materialegenskaper måste inkluderas, och uppmärksamhet bör ägnas åt koordinatsystemets origos position under mätningen)

Vinkelacceleration α: bestäms enligt faktiska användarkrav (till exempel rotation 180 grader på 1 sekund, där 0.1 sekund krävs för accelerationsfasen)

3) Bekräfta det sammanlagda toppvridmomentet under reducerarens start och stopp:

∑T = (TG + Ta) × säkerhetsfaktor

Säkerhetsfaktor: 1.2 för lätt stöt, 1.5 för medelstor stöt, 2.0 för kraftig belastningsstöt

Start-stopp-toppvridmoment ∑T ≤ maximalt accelerationsvridmoment T2B

2. Produktvalsprocess – Vridmomentberäkning

1) Upprätta rotationskoordinatsystemet

2) Välj motsvarande koordinatsystem

3) Observera värdet som bestäms av utgångskoordinatsystemet (Izz visas i figuren)

T = J × α + TG

T: toppvridmoment

J: tröghetsmoment

α: vinkelacceleration

TG: statiskt lastvridmoment

Tips: Vinkelacceleration kan enkelt planeras linjärt.

Exempel:

Motorn accelererar från 0 rpm till 3000 rpm på 0.12 s, reduktionsförhållande 101, och lasttrögheten som simulerats i SolidWorks är 0.88 kg·m².

α = (3000/60 × 2π) / 101 / 0.12 = 25.9 rad/s²

Om statiskt vridmoment ignoreras, toppvridmoment T = J × α = 0.88 × 25.9 = 22.8 N·m

3. Produktvalsprocess – Vridmomentberäkning

T = J × α + TG

Exempel:

Motorn accelererar från 0 rpm till 3000 rpm på 0.5 s, reduktionsförhållande 101.

α = (3000/60 × 2π) / 101 / 0.5

Om statiskt vridmoment ignoreras, toppvridmoment T = J × α

Exempel:

Motorn accelererar från 0 rpm till 3000 rpm på 0.12 s, reduktionsförhållande 101, och lasttrögheten som simulerats i SolidWorks är 0.88 kg·m².

α = (3000/60 × 2π) / 101 / 0.12 = 25.9 rad/s²

Om statiskt vridmoment ignoreras, toppvridmoment T = J × α = 0.88 × 25.9 = 22.8 N·m

4. Produktvalsprocess – Lagerverifiering

Böjmomentbelastningens vridmoment

Beräkningsmetoden för statiskt lastmoment är följande:

Mmax = Frmax × Lr + Famax × La

I synnerhet när lasten svänger snabbt måste centrifugalkraft inkluderas. Vid denna tidpunkt är den sammanlagda radiella kraften på lagret:

∑Fr = Frmax + m × r × ω²

5. Produktvalsprocess – Tröghetsverifiering

Matchning av motortröghet

För att uppnå bättre systemrespons och mer exakt styrning mellan motorn och lasten krävs tröghetsmatchningsberäkningar för lasttrögheten, reducerarens ingående rotortröghet och motorns rotortröghet.

Eftersom kundens lastform och densitetsfördelning ofta är ojämna kan lasttrögheten snabbt erhållas direkt från 3D-modelleringsprogramvara.

Beräkningsformel för lasttröghetsförhållande:

Lasttröghet / i² / motorns rotortröghet

Detta resultat bör hållas inom 5 för bättre respons i servosystemet.

(i = reduktionsförhållande)

Om det initialt valda reduktionsförhållandet inte är lämpligt efter beräkning, öka reduktionsförhållandet eller välj en motor med medelhög eller hög tröghet.

6. Produktvalsprocess – Noggrannhetsberäkning

Beräkning av reducerarens positioneringsnoggrannhet

När ett roterande ställdon används för absolut positionering kan felet vid den yttersta cirkeln av lastrotationen beräknas med följande formel (denna formel inkluderar inte torsionsstyvhetsfel orsakat av lastvridmoment):

δ = positioneringsnoggrannhet (arcsec) / 3600 / 57.3 × R (rotationsradie)

Exempel:

För HAT20-100 är den enkelriktade positioneringsnoggrannheten 60 arcsec, och rotationsradien R = 200 mm.

Transmissionsfel ≤ 60 / 3600 / 57.3 × 200 = 0.058 mm

7. Produktvalsprocess – Noggrannhetsberäkning

Andra överväganden:

För utomhusapplikationer: var uppmärksam på startvridmomentet och byt till lågtemperaturfett.

För korrosiva miljöer med syra och alkali: sekundärt skydd av reducerarens utgående ände krävs.

För särskilda krav på hög precision: kundanpassade harmoniska reducerare med ultrahög styvhet behövs.

Särskilda krav på axialt kast och radiellt kast vid maskinbearbetning av verktygsmaskiner.

För krav på extremt kompakt installationsutrymme: standardreducerare kanske inte uppfyller kraven; kundanpassad produktion krävs.

Om du fortfarande har frågor om valet av ett harmoniskt drivroterande ställdon, vänligen kontakta oss.