电机选型计算方法之机械设计中常见典型案例

在电机选型计算中，了解通用公式是基础。功率(P)、转矩(T)、转速(N)之间的关系通过以下公式表示：

P = T * N / 9550 或 P = F * V (对于直线运动)，P = T * ω (对于圆周运动)。其中，V是线速度（m/s），N是转速（r/min），ω是角速度（rad/s），F是力（N），m是质量（kg），g是重力加速度（10m/s^2），R是半径（m），J是惯量（kg*m^2），β是角加速度（rad/s^2），t是时间（s）。

在机械设计中，常见案例包括皮带输送机、同步带、齿轮传动等。对于皮带输送机，计算时需考虑负载重量、速度、滚子直径、总效率、摩擦系数、安全系数等因素。电机功率、转速、扭矩和减速比可通过上述公式计算。在皮带输送机例题中，先计算负载作用力，再求电机功率、转速、扭矩和链轮齿数。

在同步带传动案例中，考虑惯量、转速、重量和加速度。首先根据重量和转速计算惯量，然后计算角速度和角加速度，从而得出电机扭矩。在例题2中，通过计算得出电机需要的扭矩为119.2Nm，减速比为20，电机功率为0.4KW。

在丝杆模型案例中，处理负载上下运动。首先计算负载作用力和丝杆扭矩，然后求电机转速和减速比。在例题3中，电机转速为1500r/min，计算电机扭矩为6.4Nm，理论功率为1KW，实际功率为2.2KW。

在同步带轮半径、摩擦系数和总效率给定的情况下，计算电机所需扭矩、转速和惯量。在例题4中，电机转速为3000r/min，扭矩为2.34Nm，转速为81.6r/min。电机需具备大于0.168Nm的额定扭矩、大于0.335Nm的最大扭矩以及大于0.0000.149kgm^2的惯量。

对于总负载、速度、导程、导轨摩擦系数、总效率、安全系数已知的场景，计算电机所需的扭矩、转速和惯量。在例题5中，电机转速为0.2m/s，导轨摩擦系数为0.1，总效率为0.8，安全系数为2，电机加速时间为0.2s。电机需具备大于0.06NM的额定扭矩、大于0.032NM的匀速扭矩以及大于0.0000507kgm^2的惯量。