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常见传动机构负载惯量计算方法及实例

智能装备 | 发布时间:2017-08-16 | 人气: | #评论# |本文关键字:传动机构,负载惯量计算
摘要:伺服系统负载惯量比对快速响应性,运行稳定性很重要。本文给出了伺服驱动系统常见传动机构的负载惯量计算方法及实际应用案例。

引 言

转动惯量(Moment of Inertia)是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度,用字母I或J表示。转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量,可形象地理解为一个物体对于旋转运动的惯性。在负载加速和减速的过程中,惯量是一个非常重要的参数,因此在运动控制中需要非常熟练的掌握常用传动机构的惯量计算方法。    

本文整理了各种常见机构的惯量计算方法,给出两种应用案例中,雷赛伺服电机选型计算例题。

1 伺服驱动系统中,常见5种传动机构的负载惯量计算方法

1.1常见物体惯量计算

模型1

长为L的细棒,旋转中心通过细棒的中心并与细棒垂直,如下图所示。 

深圳市雷赛智能控制股份有限公司

模型2

长为L的细棒,旋转中心通过细棒的一端A并与细棒垂直,如下图所示。

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同理可得出

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模型3

半径为R的质量均匀的细圆环,质量为m,旋转中心通过圆心并与环面垂直

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取一长度元dx,假设棒的质量密度为λ,则长度元的质量为dm=λdl,根据转动惯量计算公式:

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模型4

质量为m、半径为R、厚度为h的圆盘或实心圆柱体,绕轴心转动

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取任意半径为r,宽度为dr的薄圆环,设ρ为圆盘的密度,dm为薄圆环的质量,则此圆环转到的惯量为

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按照此公式,直径为D的圆柱体绕中心轴旋转的惯量为:

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其中L为圆柱长度,ρ为密度

模型5

丝杆带动的负载惯量

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 注:式中Pb为丝杠导程(螺距)

总结

模型1与模型2可以应用于均匀的长条形或棒状负载结构的惯量计算。

模型3可应用于同步轮负载结构的惯量计算。

模型4可应用于丝杆本身惯量的计算或圆柱体结构的惯量计算。

模型5可应用于丝杆带动的负载惯量计算。

注:常见刚体惯量计算助记

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责任编辑:电气自动化网

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