5. ステップ3 : ドライブの機構設計(2)

5.2 モータまたはギア軸にとって重要な負荷データの変換
ドライブ入力軸のトルクとスピードを正しく決定するためには、ドライブの追加慣性モーメント、摩擦、効率を考慮し、各負荷インターバルについて両パラメータを全て再度決定しなければなりません。この結果は、同様に実効トルク値の形式で平均温度負荷を決定する上で、使用されます。異なるドライブの設計のための変換式は次のセクションで示します。

簡易的な手法
ドライブ要素の加速に要する追加トルクが負荷のドライブに要するトルクに比較して小さい場合は、全負荷のインターバルを別々にみなす必要は無く、重要な負荷パラメータ数点のスピードとトルク変換の演算をするだけで十分です。これらの値とは、
- 発生する最大回転数
- 発生する最大トルクとその持続時間
- トルクのrms値(実効値)

5.3 ギアヘッド
ギアヘッドには、単純なスパーギアからHarmonic Drive® ギアまで、多様なモデル、派生モデル(表5.1の全体像参照)があります。マクソンの標準的なギアヘッド方式はプラネタリとスパーギアヘッドです。
ギアヘッド選定の最も重要な判断基準は、出力トルク、入力スピード、温度範囲と環境条件です。これらの判断基準とギアヘッド選定検討のための情報は6章に、特にマクソンギアヘッドの選定に関連づけて記載されています。

ギアヘッドの変換式
ギアヘッドの特性変数は、減速比iG 、効率ηG 、個々のギアの慣性モーメントJ1 J2 です。ギアヘッドアセンブリで入力軸JG に関する全慣性が通常示されます。ギアバックラッシュΔφout は出力軸での値です。
計算式は

- 回転速度  nin = nout iG 
- トルク トルク

定加速のための追加トルク(減速比 Δtα)

定加速のための追加トルク

 - 入力軸での遊び   Δφin = Δφout iG

 
図5.4: ギアドライブのパラメータ 図5.4: ギアドライブのパラメータ
ギア出力(負荷、out)は青で表示。
入力(モータ、in) はグレーで表示。

効率と摩擦
スパーギアの最大効率は各ステージで約90%です。この効率は、一般的に定格トルク(連続トルク)の1/2以上の負荷に適用され、負荷に依存しないことが必須です。

検証すべき追加パラメータ
特定用途では、次の点も検証しなければなりません。
- ギアヘッドの最大許容負荷、最大許容回転数
- 位置決め用途におけるバックラッシュ
- 温度範囲 (特殊な潤滑剤が必要となる場合あり)
- 高ギア減速比と高ステージ数におけるバック・ドライバビリティ
- 入力と出力の回転方向の逆転可能性

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