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齿轮齿条驱动力计算公式以及扭矩计算公式

行业新闻|2022-05-26| 深圳维动自动化

齿轮齿条是一种非常常见的传动结构,和丝杆传动一样,它是将旋转运动转换为直线运动,常用在激光切割机、雕刻机、大型加工中心、升降机等结构中。我们在进行齿轮齿条计算选型时,需要计算出最大驱动力和最大加速力矩,从而选择合适的电机和减速机。

齿轮齿条驱动力计算.jpg

以下是计算式所需要用的部分公式:


加速度:a=v÷t(v取负载运动时最高速度)

驱动力(水平):F=μ×m×g+m×a(μ为安全系数)

驱动力(竖直):F=m×g+m×a(竖直传动不需要考虑摩擦力)

加速力矩:T=F×r(r为齿轮分度圆半径)

切向力计算∶

加速度∶ a(m/s2))

摩擦系数∶ μ=0.02 安全系数∶fs

效率∶n=95%(齿轮齿条的传动效率)


摩擦力∶ f=μ*m*g+导轨润滑块施加在导轨上的小值摩擦力(具体数值,请参考样本)

加速力∶F加速=m*a

加速时总的驱动力∶水平应用∶F=(F加速+f)/n;垂直应用∶F=(提升重量+F加速+f)/n

考虑安全系数,F总=F*fs


通过以上公式便可以计算出负载所需的最大驱动力和加速力矩,并且可以分析出:1.加速度对于驱动力的影响很大,同一个负载根据加速时间的长度不同,所需要的驱动力会相差很大;2.竖直传动时,需要克服全部的重力,因此需要选择带抱闸的电机;3.齿轮分度圆半径会影响扭矩,所以在齿轮强度能够满足的前提下,尽可能缩小齿轮半径,这样可以降低电机的扭矩需求。

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