一種伺服電機的彈簧減振座設計和研究

姜昊天 王澳 史晨曦

摘? 要：本文設計了一種伺服電機的彈簧減振座，該減振座主要由連接板、緩沖墊、減振彈簧組成。在此減振結構中我們利用減振彈簧作為緩沖振動的工具，并使用緩沖墊，減輕了伺服電機與底座之間的接觸摩擦，結構簡單，穩定性強，可靠性高。利用Solidworks中的Simulation功能對彈簧減振座及伺服電機受到的力進行了分析，并運用控制變量法進行試驗，結果表明減振彈簧有效的降低了底座與伺服電機之間的相互作用力，即達到了減振的效果，且當彈簧勁度系數為85N/m時減振率最高。

關鍵詞：伺服電機? 減振彈簧? Simulation? 減振座

中圖分類號：TM383.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）02（a）-0004-03

Design and research of a spring damping seat for servo motor

JIANG Haotian1? Wang Ao2? SHI Chenxi2

（1. College of Mechanical and Electrical Engineering， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang Province， 150030 China; 2. School of Aeronautics and Astronautics， Shenyang Aerospace University， Shenyang， Liaoning Province，110135 China）

Abstract： This paper designs a kind of spring damping seat of servo motor， which is mainly composed of connecting plate， cushion and damping spring. In this damping structure， we use the damping spring as a tool to cushion the vibration， and use the cushion to reduce the contact friction between the servo motor and the base. The structure is simple， the stability is strong and the reliability is high. Using the simulation function of Solidworks， the force on the spring damping seat and servo motor is analyzed. The results show that the damping spring can effectively reduce the interaction force between the base and the servo motor， that is to say， the vibration reduction effect is achieved.

Key Words： Servo motor; Vibration damping spring; Simulation; Damping spring seat

伺服電機是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機，是一種補助馬達間接變速裝置?？墒箍刂扑俣?，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。現有技術中，現有的伺服電機的防振底座在使用時由于減振效果不好，影響電機的使用壽命。因此設計一種減振座來提升減振效果是十分必要的。

1? 伺服電機減振座的結構設計

完整的伺服電機減振座應該由三部分組成，即電機安裝部分，定位部分，減振部分，如圖1和圖2所示，本文將重點研究減振部分的結構設計。

2? 減振部分結構設計

減振部分①的結構設計是：定位部分裝有連接板，連接板的一側與伺服電機直接接觸，另以側裝有緩沖墊，緩沖墊上有若干減振彈簧連接減振部分，減振彈簧由蓋板固定在底座上。

減振部分②的結構設計在減振部分①的基礎上去掉了連接板。

減振部分③則是在底座上安裝了一層防滑減振墊。

3? 減振部分工作原理

伺服電機通過定位部分安裝在彈簧減振座上，當電機工作時因高速運轉產生振動，減振部分③的防滑減振墊將會對伺服電機下端面起到防滑減振的作用。在電機振動過程中會給連接板一個推力從而帶動緩沖墊進行壓縮變形，緩沖墊壓縮會帶動減振彈簧的變形，從而對連接板起到緩沖作用降低伺服電機振動幅度，從而起到減振作用。當電機發生振動時還會與左右側的緩沖墊接觸，由減振彈簧吸收掉振動。

4? 設計試驗

試驗因素取減振彈簧的勁度系數為60N/m、90N/m、120N/m，設置減振率為響應指標，依照控制變量法進行試驗設計。利用Solidworks中的Simulation功能對減振座與伺服電機的相互作用力進行分析，并對伺服電機在減振前與減振后所受力進行比較得出減振率。試驗結果如表1所示。

由試驗二的結果（見表2）可以看出，當彈簧勁度系數為85N/m左右時減振率達到最高，所以在設計時將優先選擇勁度系數為85N/m的減振彈簧。

5? 結語

（1）本文設計了一種伺服電機的彈簧減振座，具有穩定性好，減振效果明顯且原理簡單的特點，可用于伺服電機工作時吸收振動，降低了因振動而對伺服電機的損傷。

（2）運用控制變量法，以彈簧勁度系數為試驗因素，設置減振率為響應值，使用Solidworks的Simulation功能進行試驗，試驗結果表明當彈簧勁度系數為85N/m時，減振率為25%，減振效果最佳。

參考文獻

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