减速电机建模第一个齿轮

日期:2023-02-08 12:53:10浏览量:17672

减速电机建模

减速电机建模整个传动链的第一个齿轮是电机轴直接驱动的齿轮,它长这样:

中间孔的形状跟电机轴是一样的花键形。

减速电机建模这第一个齿轮跟电机轴相连,所以它的尺寸能小则小。

Why?

因为,电机功率=转速×转矩,在转速恒定的情况下,必须限制转矩,以防电机输出功率突破额定功率导致转不动。转矩是齿轮半径与受力的乘积,受力来自于被动齿轮及其后面的传动链,没法控制,所以只有通过减小齿轮半径来降低输出转矩。这下就可以理解为什么电机自带的减速器会小得看不见了。

当然,减速电机建模齿轮也不能无限制的小,有几个因素决定了这个齿轮能小到什么程度:

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1)齿数。如果是展成法制造的常规渐开线齿轮,齿数不应小于17,否则会有加工上的问题。当然,加工问题也是有办法解决的,比如用变位齿轮,只是设计过程复杂了一些。

2)啮合平稳性。切割或铸造出来的齿轮没有最小齿数17的限制,但齿数也不能太少,因为必须保证有两对齿同时啮合,即一对齿还没有脱开时,另一对齿必须进入啮合,否则运转过程中会有冲击振动。也就是说,齿数越多越好,因为齿数越多,同时啮合的齿数就越多,运动就越平稳、噪声就越低……

3)模数。考虑上面两个条件后,我们会发现,即使齿轮直径很小,我们也可以做出很多齿来以保证啮合平稳。但是这会导致另一个问题,即模数的降低。模数是个人造概念,它的公式是:d=m*z,其中d是齿轮直径,m是模数,z是齿数。模数是有量纲的,是个长度值,大约等于齿高的一半,齿高即齿槽到齿顶的距离(沿半径方向)。从公式中可以看到,直径小、齿数多的结果就是模数变小。直观的说,就是齿变“矮”,齿槽变“浅”。带来的问题是:如果两个齿轮之间的间隙较大,啮合时可能会打滑。而齿轮之间必须有间隙,否则运行阻力过大,造成电机功耗上升。所以齿轮的模数有个最低限制……起码要比间隙大一个数量级吧。

简单说,齿轮能做多小取决于制造环节,比如精度、加工成本等。像我们这个模型,整个就是一个粗糙的玩具,所以齿轮做得太小也不合适。

这么一堆情况考虑下来,最终这个小齿轮的齿数定为10,直径定为21,可以算出模数是2.1mm。这不是一个标准齿轮,因为标准齿轮的模数都是整数、整数的1/2倍或1/4倍。但是没关系,我们只是做个模型,非标准的东西多了,连齿的形状都不是标准渐开线呢。

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