电机转矩的计算.doc

电机转矩的计算 以近红外系统为例： M(g) J(g*mm2) R(mm) 小齿轮 8 213（J1） 8 消间隙齿轮 86 49353（J2） 16 螺旋槽套筒 18 3335（J3） 14 光学镜筒 81 2909（J4） 11 以下式中参数意义： 式1：电机带动小齿轮1转动 电机转矩、是在齿轮传动中，其他齿轮作用在小齿轮1上的负载力矩、是黏性摩擦系数，下同； 式2： 是小齿轮传递给消间隙齿轮的力矩，、分别是两齿轮转动的角度 式3：小齿轮1传动给消间隙齿轮 是在齿轮传动中，作用在消间隙齿轮上的负载力矩，包括螺旋套筒的转矩（与消间隙齿轮固定在一起，因此其转矩可不包括在负载力矩中）以及其与直线套筒之间的摩擦力矩、光学镜筒的力矩及其与直线套筒之间的摩擦力矩、电位计齿轮对其的负载力矩等； 式4：消间隙齿轮带动光学镜筒运动和电位计小齿轮 是使光学镜筒做直线运动的力，是消间隙齿轮传递给电位计齿轮的力矩，电位计齿轮与电机齿轮同样大小 为光学镜筒与套筒之间的摩擦力。若要准确算F4，还需考虑倾斜角度 式5：消间隙齿轮传动给电位计小齿轮 是作用在电位计小齿轮上的力矩，简化的计算得： 式6： 是使电位计旋转的力矩，可从电位计的数据手册上查到，按3~5mNm计算。 角速度和角加速度的确定： 调焦距离：+-3mm 若调焦时间定为3s（直线速度为1mm/s），消间隙齿轮转动的角度为90o，则角速度约为π/6，加速时间若为0.1s，则角加速度约为5π/3，即： 小齿轮与消间隙齿轮的传动比设为：1:4，则 光学镜筒做直线运动，则 由于黏性摩擦系数未知，只计算无摩擦时的力矩，未知变量太多（主要是黏性摩擦系数），此方法无法计算 从能量的角度出发，计算功率P： 已知转动惯量、估算出角速度、角加速度、求力矩： 式1：小齿轮 式1：消间隙齿轮、螺旋槽套筒 式3：光学镜筒——做直线运动 得出T=15*10-6Nm （怀疑偏小） 另一种算法： 输出功率= 输入功率* 效率 输出功率是镜筒的直线运动以及电位计的旋转运动，输入功率是电机功率，效率与齿轮传动效率以及摩擦有关，得出与前面相似（力矩的数量级相同）的结论 电机 小齿轮 消间隙齿轮 电位计 螺旋槽套筒 光学镜筒