Leitfaden zur Auswahl von Getriebemotoren (So wählen Sie einen Getriebemotor mit hohem Drehmoment aus)

I. Einleitung

A. Einleitung: So wählen Sie einen Getriebemotor mit hohem Drehmoment aus

Dieser Artikel soll eine umfassend Und Praxisleitfaden um Ingenieuren, Akademikern und Heimwerkern die Grundlagen der Mikrogetriebemotoren, beherrschen ihre grundlegenden Parameter wie Stromspannung, aktuell, Geschwindigkeit, Drehmoment, Leistung, Volumen Und Gewicht, und entsprechend diesen Faktoren den geeigneten Getriebemotor zu wählen. Der Artikel wird auch verschiedene Motortypen Und Getriebe, analysieren Sie ihre jeweiligen Vor- und Nachteile und erkunden Sie die Schlüsselfaktoren bei der Auswahl von Getriebemotoren mit hohem Drehmoment.

II. Grundkenntnisse zum Getriebemotor

• A. Was ist ein Getriebemotor?
• B. Funktionsprinzip des Getriebemotors
• C. Was ist die Anwendung des Getriebemotors

A. Was ist ein Getriebemotor?

Ein Getriebemotor ist eine mechanische Komponente, die ein Getriebe mit einem ElektromotorDer Elektromotor wandelt extern zugeführte elektrische Energie in kinetische Energie um. Diese kinetische Energie wird dann durch einen internen Untersetzungsmechanismus im Getriebe reguliert, wodurch die Ausgangsdrehzahl des Motors reduziert und gleichzeitig sein Drehmoment erhöht wird.

B. Funktionsprinzip des Getriebemotors

Motor ： Das Funktionsprinzip des Motors besteht in der Umwandlung der Eingangsleistung elektrische Energie hinein mechanische EnergieElektrischer Strom fließt durch eine Wicklung, meist eine Kupferdrahtspule, und erzeugt ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld interagiert mit einem oder mehreren Magneten im Motor und versetzt ihn in Rotation. Die Abtriebsseite des Motors wird üblicherweise über die Motorwelle angetrieben. Die umgewandelte mechanische Energie kann ausgedrückt werden in: Drehmoment Und Drehzahl Ausgabe durch die Abtriebswelle.

Getriebe ： Das Funktionsprinzip des Getriebes basiert auf dem Funktionsprinzip eines Zahnradgetriebes. Durch die Untersetzung des Getriebes wird die Drehzahl der Motorabtriebswelle reduziert und das Drehmoment erhöht. Je nach Getriebetyp können Getriebe unterteilt werden in Stirnradgetriebe, Planetengetriebe, Schneckengetriebe, Harmonische Getriebeusw. Die Hauptfunktion des Getriebes besteht darin, Reduzieren Sie die Geschwindigkeit, Erhöhen Sie das Drehmoment Und Ändern Sie die Ausgaberichtung.

C. Was ist die Anwendung des Getriebemotors

Getriebemotoren werden aufgrund ihres hohen Drehmoments und ihrer niedrigen Drehzahl in einigen Bereichen der mechanischen Kraftübertragung häufig eingesetzt.

DONCEN-Kooperationsfall

Die oben genannten Fälle betreffen die kundenspezifischen Mikrogetriebemotoren, die in Zusammenarbeit mit DONCEN MOTOR entwickelt wurden. Getriebemotoren finden breite Anwendung im Bereich automatisierter Getriebe und nicht nur in den oben genannten Anwendungen. Wenn Sie einen Mikrogetriebemotor entwerfen oder entwickeln müssen, Das Ingenieurteam von DONCEN steht Ihnen rund um die Uhr zur Verfügung. Unsere Arbeitsphilosophie ist es, wertvolle Dienste für unsere Kunden.

III. Grundparameter des Getriebemotors (Was Sie bei der Auswahl eines Getriebemotors wissen müssen)

• A. Spannung
• B. Strom
• C. Geschwindigkeit
• D. Drehmoment
• E. Macht
• F. Größe (Volumen)
• G. Gewicht

A. Motorspannung

Die Motorspannung ist der Druck der Stromquelle, der einen Strom durch einen Stromkreis drückt （Emotor Direkt）. Die Spannung des Motors bezieht sich normalerweise auf die Versorgungsspannung, die für den normalen Betrieb des Motors erforderlich ist.

Die Motorspannung ist ein wichtiger Parameter bei der Auswahl eines Getriebemotors. Die Motorspannung bestimmt direkt die Ausgangsleistung des Motors.

P = U * I Bei demselben Motor ist die Leistungsabgabe umso größer, je höher die Eingangsspannung ist.

Innerhalb des Batteriekapazitätsbereichs empfehlen wir in der Regel die Verwendung eines Hochspannungsmotors. Ein 24V-Motor ist etwa 4-mal leistungsstärker als ein 12-V-Motor.

12-V- oder 24-V-Gleichstrommotor? Den Einfluss der Spannung auf die Motorleistung untersuchen? →

B. Motorstrom

Der Strom in einem Motor fließt durch die Spulen. Der Motor wandelt elektrische Energie durch den elektromagnetischen Effekt, der durch das Durchtrennen magnetischer Feldlinien durch den Strom entsteht, in mechanische Energie um.

I = U / R ：Der Strom des Motors hängt direkt von der Spannung ab. Je höher die Spannung, desto höher der Strom des Motors

I = T / Kt ： (T = Drehmoment des Motors / Kt ist die Drehmomentkonstante des Motors.) Achtung! Wenn der Motorstrom kleiner als der Nennstrom ist, ist der Strom proportional zum Drehmoment. Wenn der Strom den Nennstrom überschreitet und der Kern magnetisch gesättigt ist, erhöht sich das Drehmoment nicht, wenn der Strom wieder ansteigt.

P = I² * R ： Der Strom steht in direktem Zusammenhang mit der Verlustleistung des Motors. Die Heizleistung des Motors steigt mit steigendem Strom. Je höher der Strom, desto höher die Temperatur im Motor und desto geringer sein Wirkungsgrad.

Erfahren Sie mehr über den Motorstrom (Nennstrom, Anlaufstrom, Spitzenstrom, Leerlaufstrom) →

C. Motordrehzahl

Die Abtriebsdrehzahl des Getriebemotors wird bestimmt durch die Nenndrehzahl des Motors und der Übersetzungsverhältnis des Getriebes.

Nenndrehzahl:Die Nenndrehzahl eines Motors ist die vom Hersteller empfohlene Höchstdrehzahl für den langfristigen Dauerbetrieb des Motors unter bestimmten Betriebsbedingungen, üblicherweise bei Nennspannung und Nennlast. Beispiel: Ein Motor mit einer Leerlaufdrehzahl von 6000 U/min hat eine Nenndrehzahl von ca. 5500 U/min.

Übersetzungsverhältnis:Das Übersetzungsverhältnis (Übersetzungsverhältnis) ist das Verhältnis der Eingangswellendrehzahl zur Ausgangswellendrehzahl. Mathematisch gesehen ist das Übersetzungsverhältnis N wird normalerweise wie folgt definiert:

N=Eingangswellendrehzahl (U/min)/Ausgangswellendrehzahl (U/min)

Wenn beispielsweise die Drehzahl der Eingangswelle 6000 U/min und die Drehzahl der Ausgangswelle 600 U/min beträgt, beträgt das Untersetzungsverhältnis 1:10.

Allerdings entsteht auch bei der Getriebeübertragung ein gewisser Energieverlust, sodass bei der endgültigen Ausgangsdrehzahl des Motors auch die Arbeitseffizienz des Getriebes berücksichtigt werden muss.

N (Ausgang) = Motornenndrehzahl * Übersetzungsverhältnis * Getriebewirkungsgrad

Motordrehzahl – So berechnen Sie die Drehzahl eines Getriebemotors →

D. Drehmoment

Das Drehmoment des Motors ist die physikalische Größe der Drehkraft der Motorausgangswelle und wird üblicherweise in Newtonmetern (N·m) gemessen.

Drehmoment (Nm) = 9,5488 x Leistung (kW) / Drehzahl (U/min)

Das Motordrehmoment wird direkt durch die Ausgangsleistung und die Motordrehzahl bestimmt. Je höher die Ausgangsleistung des Motors, desto niedriger die Drehzahl des Motors und desto höher das Ausgangsdrehmoment des Motors.

Beispiel : Bezogen auf Abbildung 1 Wir gehen davon aus, dass der Motor mit konstanter Drehzahl läuft und das Drehmoment des Motors T = mg*r

 T = 0,025 × 9,8 × 0,002 = 0,00049 Nm. Wenn sich die Welle dann mit 1000 U/min dreht, Leistung= 0,49W

Motordrehmoment: Definition, Berechnung des Motordrehmoments und Drehmomentanwendungen →

E. Macht

Die Leistung eines Motors ist eine physikalische Größe, die die Fähigkeit des Motors beschreibt, pro Zeiteinheit Arbeit zu verrichten oder Energie umzuwandeln. Die Leistung eines Motors wird üblicherweise in Watt (W) oder Kilowatt (kW) gemessen.

DONCEN ist der Ansicht, dass wir bei der Auswahl von Motoren auf zwei Leistungen achten sollten: P1 (Eingangsleistung) und P2 (Ausgangsleistung).

P1 = U * I U ist die Spannung der Leistung / I ist der Strom

P2 = T * w T ist das Drehmoment / w ist die Geschwindigkeit

F. Größe

Motorgröße:Ingenieure berücksichtigen die Motorgröße anhand der Größe des Einbauraums für den Motor im Anwendungsbereich. Im Allgemeinen ist die Größe des Motors direkt proportional zur Leistung des Motors.

Getriebegröße:Das Volumen und die Form des Getriebes hängen von der Anzahl der darin enthaltenen Zahnräder und der Untersetzungsstruktur ab. Die Parallelwellenuntersetzung Strukturgetriebe (Stirnradgetriebe) kann flach gemacht werden. Die Planetengetriebe kann eine hohe Raumausnutzung erreichen. Ingenieure müssen die Getriebestruktur basierend auf den Anwendungsanforderungen auswählen.

G. Gewicht

Auch das Gesamtgewicht des Getriebemotors ist ein wichtiger Aspekt bei der Motorauswahl. Beispielsweise stellen Ingenieure bei Robotergelenken strenge Anforderungen an das Gewicht des Motors.

IV. Arten und Eigenschaften von Getriebemotoren

A. Motortyp

Der Motor ist das Herzstück des Getriebemotors. Die Wahl des richtigen Motors ist entscheidend für Ihre Anwendung. Als weltweit führender Hersteller von Getriebemotoren bieten wir hochwertige Gleichstrommotoren / Wechselstrommotoren / BLDC-Motoren Und Outrunner-BLDC-Motoren. Anhand unserer unten stehenden Analyse können Sie den richtigen Motortyp für Ihre Anwendung auswählen.

1.DC-Bürstenmotor

A Bürsten-Gleichstrommotor ist ein Motor, der Bürsten und einen Kommutator verwendet, um elektrische Energie hinein mechanische Energie. Gleichstrombürstenmotoren zeichnen sich durch einfaches strukturelles Design, stabile Steuerung und niedrige Produktionskosten aus. Es ist das häufig verwendet, am längsten entwickelte, Und am kostengünstigsten Wahl im Bereich der Mikrogetriebe auf dem Markt. DONCEN MOTOR bietet Hunderte von standardisierte DC-Bürstenmotoren, und wir können auch kundenspezifische Dienstleistungen für DC-Bürstenmotoren anbieten.

Erfahren Sie mehr über DC-Bürstenmotoren von „Was ist ein Gleichstrom-Bürstenmotor?“

2. BLDC-Motor

A bürstenloser Gleichstrommotor (Bürstenloser Gleichstrommotor) ist ein Motor, der einen bürstenlosen Konverter verwendet, um eine synchrone Rotation zwischen dem Rotormagnetfeld und dem Statormagnetfeld zu erreichen. Im Vergleich zum herkömmlichen bürstenbehafteten Gleichstrommotor steuert der BLDC-Motor die Rotation des Rotors über eine elektronische Steuerung. Dadurch werden mechanische Verluste durch Bürstenreibung und elektromagnetische Störungen durch elektrische Funken vermieden. Er zeichnet sich durch einen höheren Wirkungsgrad und eine längere Lebensdauer aus.

3. Wechselstrommotor

Ein Wechselstrommotor ist ein Elektromotor, der Wechselstrom als Energiequelle nutzt. Je nach Aufbau und Funktionsprinzip des Motors können Wechselstrommotoren unterteilt werden in Asynchronmotoren Und SynchronmotorenIm Vergleich zu Gleichstrommotoren mit Bürsten haben Wechselstrommotoren eine längere Lebensdauer und arbeiten effizienter. Daher sind Wechselstrommotoren für manche Haushaltsgeräte oder Industriebereiche möglicherweise die bessere Wahl.

4.Outrunner BLDC-Motor

Bürstenloser Outrunner-Motor ist ein bürstenloser Gleichstrommotor. Der Stator ist außen am Rotor montiert. Diese Konfiguration ermöglicht eine effizientere Raumnutzung und führt zu einem besseren Leistungsgewicht als andere bürstenlose Motorkonstruktionen. Im Vergleich zu Innenläufer-BDC-Motoren sind Außenläufer-BDC-Motoren leichter, leistungsstärker und haben ein höheres Drehmoment. Bürstenlose Außenläufermotoren werden typischerweise in Anwendungen eingesetzt, die hohe Leistung und/oder Geschwindigkeit erfordern.

B.Getriebetyp

Das Getriebe ist ein weiteres Kernkomponente des Getriebemotors. Getriebe werden unterteilt inpur-Getriebe/Planetengetriebe/Schneckengetriebe/Harmonische Getriebe nach verschiedenen Untersetzungsgetriebe. Verschiedene Getriebetypen haben unterschiedliche Vor- und Nachteile. In den folgenden Abschnitten analysieren wir die Vor- und Nachteile verschiedener Getriebetypen und erklären Ihnen So wählen Sie das richtige Getriebe aus.

1. Stirnradgetriebe

Stirnradkonstruktionen verwenden üblicherweise achsparallele Zahnräder, und die Zahnflächen der Zahnräder sind parallel zur Achse. Durch das gegenseitige Ineinandergreifen der Zahnräder wird die Geschwindigkeit der mechanischen Bewegung reduziert und das Drehmoment erhöht.

Stirnradgetriebe in Getriebemotoren verwenden im Allgemeinen Duplexgetriebe (Abbildung 1)Duplexgetriebe (auch Doppelschichtgetriebe genannt) sind eine spezielle Getriebestruktur, die üblicherweise aus zwei unabhängigen, aber nebeneinander angeordneten Zahnradkreisen besteht. Diese teilen sich eine gemeinsame Achse oder sind eng miteinander verbunden. Bei mechanischer Bewegung verringert sich durch die Wechselwirkung zwischen dem großen und dem kleinen Zahnrad die vom großen Zahnrad übertragene Geschwindigkeit und erhöht das Drehmoment. Gleichzeitig überträgt das kleine Zahnrad im Doppelgetriebe mechanische Energie auf das große Zahnrad. vertikale Achse. Dann interagiert das große Zahnrad mit dem kleinen Zahnrad in der anderen Doppelverzahnung, um den Effekt einer schrittweisen Verzögerung zu erzielen.

2. Planetengetriebe

Der innere Aufbau des Planetengetriebes besteht aus einem Planetengetriebe. Ein Planetengetriebe ist ein Planetengetriebe bestehend aus Getriebe Und Hohlräder. In einem Planetengetriebesystem ist die Sonnenrad fungiert als Antrieb im Planetengetriebe. Drei oder mehr Planetenräder rotieren innerhalb des Systems um das Sonnenrad. Schließlich greifen die Planetenräder von innen in das Hohlrad ein, wodurch eine innere Stirnradkonstruktion (Planetengetriebe) entsteht.

1. Sonnenrad: Das Zahnrad befindet sich in der Mitte des Getriebes.
2. Planetengetriebe: Eine Reihe von Zahnrädern, die sich um das Sonnenrad drehen.
3. Planetenträger: Wird zur Unterstützung und Verbindung aller Planetengetriebe verwendet.
4. Hohlrad: Ein innenverzahntes Hohlrad, in dem die Planetenräder laufen.

3. Schneckengetriebe

Die innere Getriebestruktur des Schneckengetriebes besteht hauptsächlich aus Schneckenturbine Und SchneckengetriebeMechanische Energie wird durch das Zusammenspiel von Turbine und Schnecke übertragen. Die Besonderheit der Schneckengetriebestruktur besteht in der Änderung der Abtriebsrichtung. Durch die spezielle Struktur des Turbinenuntersetzungsgetriebes können Abtriebs- und Antriebsrichtung des Schneckengetriebes um 90° geändert werden.

1. Schneckenturbine: Welle mit einer oder mehreren Schrägzähnen
2. Schneckengetriebe: Stirnrad, gepaart mit Schrägverzahnung auf einer Schneckenturbine

4. Harmonisches Getriebe

Harmonische Getriebe nutzen ein einzigartiges Funktionsprinzip basierend auf der elastische Mechanik von Metallen. Im Vergleich zu anderen Getriebearten sind die größten Vorteile von harmonischen Dehnungswellengetrieben kein Spiel Eigenschaften und spart Gewicht und Platz. Das Harmonic-Getriebe besteht aus nur drei Grundkomponenten. Diese sind: Wellengenerator, flexibler Spline Und Zirkulärer Spline.

1. Wellengenerator: Ein Gummizylinder oder Metallkern mit Hochdruckgas oder -flüssigkeit, der zum Antrieb externer Zahnräder verwendet wird.
2. Flexspline: Ein dünnwandiges, flexibles, kreisförmiges Zahnrad mit wenigen Außenzähnen. Es wird durch den Wellengenerator verformt, um mit dem starren Innenzahnrad in Kontakt zu kommen.
3. Starres Innenzahnrad (Circular Spline): Ein festes kreisförmiges Zahnrad mit mehr Außenzähnen. Die Anzahl der Außenzähne ist normalerweise 2 oder 3 höher als bei flexiblen Außenzahnrädern.

V. Schlüsselfaktoren für die Auswahl von Getriebemotoren mit hohem Drehmoment

1. Geltung

Es ist sehr wichtig, den richtigen Getriebemotor entsprechend der Anwendung. Da es sich um ein Industrieprodukt handelt, muss bei der Auswahl von Getriebemotoren Folgendes berücksichtigt werden: Batchkosten. Um ein einfaches Beispiel zu nennen: Hochpreisige Outrunner-BDC-Motoren eignen sich für hohe Wertschöpfung Roboterprojekte. Bei einigen kostengünstigen Haushaltsgeräten ist dies jedoch nicht anwendbar. Bei der Auswahl eines Getriebemotors müssen Sie zunächst Ihren Anwendungsbereich prüfen. Je nach Anwendung können Sie den passenden Motor- und Getriebetyp wählen.

2. Arbeitsumgebung

Der Einfluss von Umweltfaktoren auf den Motorbetrieb spiegelt sich hauptsächlich in Leistung und Lebensdauer wider. Ingenieure müssen aufgrund bestimmter Umweltfaktoren unterschiedliche Untersetzungsmotoren wählen. Im Folgenden sind einige besondere Umweltfaktoren aufgeführt:

• Hohe Temperatur: Hohe Umgebungstemperaturen können zu einer Überhitzung des Motors führen, die Lebensdauer des Isoliermaterials verkürzen und die Motorleistung verringern.
• Niedrige Temperatur: Niedrige Temperaturen können die Leistung des Schmiermittels und somit die Funktion des Getriebes beeinträchtigen.
• Hohe Luftfeuchtigkeit: Kann zur Zersetzung oder Korrosion der Isoliermaterialien im Motor führen und so die Gefahr von Kurzschlüssen erhöhen.
• Niedrige Luftfeuchtigkeit: Niedrige Luftfeuchtigkeit kann statische Elektrizität erzeugen, die das elektronische Steuerungssystem des Motors beeinträchtigen kann.
• Korrosion und chemische Belastung: In Umgebungen mit hoher Korrosions- oder Chemikalienbelastung müssen möglicherweise Motoren mit speziellen Beschichtungen oder Materialien ausgewählt werden, um zusätzlichen Schutz zu bieten.
• Staub und Verschmutzung:In Umgebungen mit starken Vibrationen oder Stößen benötigen Motoren zusätzliche mechanische Stabilität und Haltbarkeit.

Daher kann das Verständnis der Arbeitsumgebung des Getriebemotors und die Auswahl auf der Grundlage dieser Faktoren nicht nur die Zuverlässigkeit und Effizienz des Motors sicherstellen, sondern auch zusätzliche Kosten und potenzielle Sicherheitsrisiken vermeiden, die durch eine falsche Auswahl entstehen.

VI. Schlussfolgerungen und Empfehlungen

Die beiden Kernpunkte bei der Auswahl eines Getriebemotors sind die Wahl der geeigneten Kombination aus Motor Und Getriebe. Wir empfehlen Ingenieuren, einen professionellen Getriebemotorenhersteller zu wählen. So kann der Hersteller den Getriebemotor individuell an Ihre Bedürfnisse anpassen und so die Wettbewerbsfähigkeit des Produkts steigern.

VIII. Anhänge

Häufig gestellte Fragen