導(dǎo)讀：
隨著自動化技術(shù)的不斷進步，越來越多的自動化機械設(shè)備制造商選擇精度更高的伺服傳動系統(tǒng)，而在此對于伺服系統(tǒng)選型及調(diào)試中行星減速機慣量問題一直是產(chǎn)品研發(fā)工程師頭疼的問題，本文參照宇鑫伺服專用行星減速機設(shè)計生產(chǎn)原理，結(jié)合慣量各方面的問題加以解讀。
1、根據(jù)牛頓第二定律：
“進給系統(tǒng)所需力矩T = 系統(tǒng)傳動慣量J × 角加速度θ角”。
加速度θ影響系統(tǒng)的動態(tài)特性，θ越小，則由控制器發(fā)出指令到系統(tǒng)執(zhí)行完畢的時間越長，系統(tǒng)反應(yīng)越慢。如果θ變化，則系統(tǒng)反應(yīng)將忽快忽慢，影響加工精度。由于馬達選定后最大輸出T值不變，如果希望θ的變化小，則J應(yīng)該盡量小。
2、進給軸的總慣量“J＝伺服電機的旋轉(zhuǎn)慣性動量JM ＋ 電機軸換算的負載慣性動量JL。
負載慣量JL由（以平面金切機床為例）工作臺及上面裝的夾具和工件、螺桿、聯(lián)軸器等直線和旋轉(zhuǎn)運動件的慣量折合到馬達軸上的慣量組成。 JM為伺服電機轉(zhuǎn)子慣量，伺服電機選定后，此值就為定值，而JL則隨工件等負載改變而變化。如果希望J變化率小些，則最好使JL所占比例小些，這也就是通俗意義上我們所講的“慣量匹配”。傳動慣量對伺服系統(tǒng)的精度，穩(wěn)定性，動態(tài)響應(yīng)都有影響。慣量大，系統(tǒng)的機械常數(shù)大，響應(yīng)慢，會使系統(tǒng)的固有頻率下降，容易產(chǎn)生諧振，因而限制了伺服帶寬，影響了伺服精度和響應(yīng)速度，慣量的適當(dāng)增大只有在改善低速爬行時有利，因此，機械設(shè)計時在不影響系統(tǒng)剛度的條件下，應(yīng)盡量減小慣量。衡量機械系統(tǒng)的動態(tài)特性時，慣量越小，系統(tǒng)的動態(tài)特性反應(yīng)越好；慣量越大，馬達的負載也就越大，越難控制，但機械系統(tǒng)的慣量需和馬達慣量相匹配才行。 不同的機構(gòu)，對慣量匹配原則有不同的選擇，且有不同的作用表現(xiàn)。不同的機構(gòu)動作及加工質(zhì)量要求對JL與JM大小關(guān)系有不同的要求，但大多要求JL與JM的比值小于十以內(nèi)。
總之，慣性匹配的確定需要根據(jù)機械的工藝特點及加工質(zhì)量要求來確定。 對于基礎(chǔ)金屬切削機床，對于伺服電機來說，一般負載慣量建議應(yīng)小于電機慣量的5倍。
慣量匹配對于電機選型很重要的，同樣功率的電機，有些品牌有分輕慣量，中慣量，或大慣量。其實負載慣量最好還是用公式計算出來。常見的形體慣量計算公式在以前學(xué)的書里都有現(xiàn)成的（可以去查機械設(shè)計手冊）。至于電機慣量，電機樣本手冊上都有標(biāo)注。當(dāng)然，對某些伺服，可以通過調(diào)整伺服的過程測出負載的慣量，作為理論設(shè)計中的計算的參考。畢竟在設(shè)計階段，很多類似摩擦系數(shù)之類的參數(shù)只能根據(jù)經(jīng)驗來猜，不可能準(zhǔn)確。 理論設(shè)計中的計算的公式：（僅供參考）通常將轉(zhuǎn)動慣量J用飛輪矩GD2來表示，它們之間的關(guān)系為J=mp^2=GD^2/4g。式中m與G－轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量（kg）與重量（N）；D－慣性半徑與直徑（m）；g=9.81m/s2－重力加速度 飛輪慣量=速度變化率*飛輪距/375。當(dāng)然，理論與實際總會有偏差的，有些地區(qū)（如在歐洲），一般是采用中間值通過實際測試得到。這樣，相對我們的經(jīng)驗公式要準(zhǔn)確一些。
關(guān)于摩擦系數(shù)，一般電機選擇只是考慮一個系數(shù)加到計算過程中，在電機調(diào)整時通常都不會考慮。不過，如果這個因素很大，或者講，足以影響電機調(diào)整，有些日系通用伺服，據(jù)稱有一個參數(shù)是用來專門測試的，至于是否好用，本人沒有用過，估計應(yīng)該是好用的?？赡苡行┡笥延X的：太復(fù)雜了！實際情況是，某品牌的產(chǎn)品各種各樣的參數(shù)已經(jīng)確定，在滿足功率，轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速的條件下，產(chǎn)品型號已經(jīng)確定，如果慣量仍然不能滿足，能否將功率提高一檔來滿足慣量的要求？ 答案是：功率提高可以帶動加速度提高的話，應(yīng)是可以的。在選擇好機械傳動方案以后，就必須對伺服電機的型號和大小進行選擇和確認。
1、選型條件：一般情況下，選擇伺服電機需滿足下列情況：
馬達最大轉(zhuǎn)速＞系統(tǒng)所需之最高移動轉(zhuǎn)速。
馬達的轉(zhuǎn)子慣量與負載慣量相匹配
連續(xù)負載工作扭力≤馬達額定扭力
馬達最大輸出扭力＞系統(tǒng)所需最大扭力（加速時扭力）
2、選型計算：
慣量匹配計算（JL/JM）
回轉(zhuǎn)速度計算（負載端轉(zhuǎn)速，馬達端轉(zhuǎn)速）
負載扭矩計算（連續(xù)負載工作扭矩，加速時扭矩）
宇鑫伺服專用行星減速機，內(nèi)部齒輪采用20CrMnTi滲碳淬火和磨齒具有體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低、輸出扭矩大，速比大、效率高、性能安全的特點。兼具功率分流、多齒嚙合獨用的特性。是一種具有廣泛通用性的新型減速機。最大輸入功率可達104kW。適用于起重運輸、工程機械、冶金、礦山、石油化工、建筑機械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器和航空航天等工業(yè)部門。了解更多咨訊可關(guān)注宇鑫機電官網(wǎng)：http://m.thinkingweb2u.com/或咨詢?nèi)珖?wù)熱線：400-887-3358.
