Az erőátviteli mechanizmusok a mechanikus berendezések kulcsfontosságú elemei, amelyek a mechanikai mozgás elérése érdekében energiát adnak át. Az erőátviteli mechanizmus tervezésénél a terhelési tehetetlenség számítása döntő jelentőségű, mivel ez közvetlenül befolyásolja a hajtómű stabilitását és megbízhatóságát. A következő számítási módszerek és példák találhatók a terhelési tehetetlenségre az általános átviteli mechanizmusokhoz:

I. Számítási módszerek a közös átviteli mechanizmusok terhelési tehetetlenségére

1. Golyós csavarmeghajtó mechanizmus

A golyóscsavaros meghajtó mechanizmusokat széles körben használják precíziós pozicionáló rendszerekben. A terhelési tehetetlenség kiszámításakor figyelembe kell venni olyan tényezőket, mint a terhelés tömege, a csavarvezeték, a csavar átmérője és a súrlódási tényező.

Tegyük fel, hogy a teher tömege m, a csavar kivezetése Pb, a csavar átmérője Db, a tehermozgatási sebesség pedig V. A motor tengelyére átszámított terhelési tehetetlenség a következő képlettel számítható ki:

Terhelési tehetetlenség =4×π2×motorsebesség 2m×Pb2​​

A motor fordulatszámát a terhelés mozgási sebességének és a csavarvezetéknek megfelelően kell átszámítani. Ezenkívül magának a csavarnak a tehetetlenségét és a súrlódási veszteségnek a rendszer tehetetlenségére gyakorolt ​​hatását is figyelembe kell venni.

2. Időzítő szíjtárcsa hajtómechanizmusa

Az időzítő szíjtárcsás hajtómechanizmusokat széles körben használják az automatizálási berendezésekben a sima átvitel, az alacsony zaj és a nagy pozicionálási pontosság előnyei miatt. A terhelési tehetetlenség számítása magában foglalja az időzítőtárcsák tehetetlenségét és a terhelés tehetetlenségét.

Tegyük fel, hogy az időzítőtárcsa átmérője D, a terhelés tömege pedig M. Az időzítőgörgő tehetetlensége a következő képlettel számítható ki:

Az időzítőgörgő tehetetlensége=21​×M×D2

A terhelési tehetetlenséget a terhelés tömege és alakja alapján számítják ki, majd hozzáadják az időzítőgörgő tehetetlenségéhez, hogy megkapják ateljes terhelési tehetetlenség.

3. Fogaskerék-meghajtási mechanizmus

A hajtóművek pontos áttételi arányt, nagy hatékonyságot és kompakt felépítést tartalmaznak. A terhelési tehetetlenségi nyomaték számításánál figyelembe kell venni a fogaskerékagy tehetetlenségét, a fogaskerék tengely tehetetlenségét és a fogaskerék-összekapcsolás során jelentkező dinamikus hatásokat.

Tegyük fel, hogy a fogaskerékagy tömege m1, sugara r1, és a fogaskerék tengely tömege m2, sugara r2. A fogaskerékagy tehetetlenségi nyomatéka I1​=m1​×r12​, a fogaskerék tengelye pedig I2​=m2​×r22​. A terhelési tehetetlenséget a terhelés tömege és alakja alapján számítják ki, majd hozzáadják a fogaskerékagy és a fogaskerék tengely tehetetlenségi nyomatékához, hogy megkapják ateljes terhelési tehetetlenség.

Ezenkívül figyelembe kell venni az olyan tényezők hatását a rendszer tehetetlenségére, mint a súrlódási veszteség, a hajtómű holtjátéka és a fogaskerekek összekapcsolása során bekövetkező rugalmas alakváltozás.

4. Szíjhajtási mechanizmus

A szíjhajtások előnyei a sima átvitel, az egyszerű felépítés és a kényelmes karbantartás. A terhelési tehetetlenség számítása magában foglalja a szíjtárcsák tehetetlenségét és a szíj tehetetlenségét.

A szíjtárcsák tehetetlenségi nyomatékának számítási módszere hasonló a vezérműtárcsákéhoz, míg a szíj tehetetlenségét olyan tényezők alapján kell kiszámítani, mint a szíj anyagparaméterei, munkakörülményei és hossza. Általában a szíj tehetetlensége viszonylag kicsi, de a hatását nem lehet figyelmen kívül hagyni a nagy sebességű átviteli rendszerekben.

5. Lánchajtási mechanizmus

A lánchajtású mechanizmusokat a nagy átviteli hatásfok, a nagy teherbírás{0}}és a zord környezethez való alkalmazkodóképesség jellemzi. A terhelési tehetetlenség számítása magában foglalja a lánckerekek tehetetlenségét és a lánc tehetetlenségét.

A lánckerekek tehetetlenségi nyomatékának számítási módszere hasonló a fogaskerékagyakéhoz, míg a lánc tehetetlenségét olyan tényezők alapján kell kiszámítani, mint a lánc anyagparaméterei, munkakörülményei és hossza. A szíjhajtáshoz képest a lánchajtás általában nagyobb tehetetlenséggel rendelkezik, ezért a tervezés során teljes mértékben figyelembe kell venni a rendszer dinamikus teljesítményére gyakorolt ​​hatását.

II. Esetelemzés

Példaként a szervo hajtásrendszerben a golyóscsavar szerkezetét tekintve a terhelési tehetetlenség számítása és a motor kiválasztása a következőképpen történik:

1. Ismert feltételek

• Terhelési tömeg m=200 kg, csavarvezeték Pb​=20 mm, csavar átmérője Db​=50 mm, csavar tömege mb​=40 kg
• Súrlódási tényező μ=0.002, mechanikai hatásfok η=0.9
• Terhelés mozgási sebessége V=30 m/min, teljes mozgási idő t=1.4 s
• Gyorsulási/lassulási idő t1​=t3​=0.2 s, várakozási idő t4​=0.3 s

2. Számítási folyamat

1. Először számítsa ki a motor tengelyére átszámított terhelési tehetetlenséget, beleértve a nagy terhelés motortengelyre konvertált forgási tehetetlenségét és a csavar forgási tehetetlenségét, majd kapja meg ateljes terhelési tehetetlenség.
2. Ezután számítsa ki a motor fordulatszámát és a terhelés meghajtásához szükséges nyomatékot, beleértve a súrlódás leküzdéséhez szükséges nyomatékot, valamint a nagy terhelés és a csavar gyorsulásához szükséges nyomatékot, és végül megkapja amaximális szükséges nyomaték.

3. Motor kiválasztása

A számítási eredmények alapján aTECO JSDEP-20A sorozatú szervomotorvan kiválasztva, amely a következő specifikációkkal rendelkezik, amelyek megfelelnek a tervezési követelményeknek:

Névleges fordulatszám: 3000 RPM (működéshez 2500 RPM-re állítható)

Névleges nyomaték: 12 N·m (eleget tesz a terhelési nyomaték követelményének)

Rotor tehetetlensége:(közel a szükséges értékhez, adaptálható a hibatartományon belül)

Terhelési tehetetlenségi arány: 145/29≈5:1 (megfelel a tervezési kritériumoknak)

III. Következtetések

1. Az erőátviteli mechanizmusok tervezésénél a terhelési tehetetlenséget pontosan kell kiszámítani, hogy biztosítva legyen az erőátviteli mechanizmus stabilitása és megbízhatósága.
2. A terhelési tehetetlenség kiszámításakor különféle tényezőket kell figyelembe venni, beleértve a geometriai paramétereket, az anyagparamétereket és a munkakörülményeket.
3. A motor kiválasztásához olyan tényezőket kell átfogóan figyelembe venni, mint a terhelési tehetetlenség, a motor fordulatszáma és a szükséges nyomaték a legmegfelelőbb motor kiválasztásához.

Összefoglalva, a közönséges erőátviteli mechanizmusok terhelési tehetetlenségének számítási módszerei és esetanalízise nagy jelentőséggel bír az erőátviteli mechanizmusok tervezése és a motorválasztás szempontjából. A pontos számítás és a racionális kiválasztás biztosíthatja az erőátviteli mechanizmusok stabilitását és megbízhatóságát, valamint javíthatja a mechanikus berendezések teljesítményét.