玩具设计中马达的选用技巧和方法

马达选型与计算引言本文档旨在介绍马达选型和计算的基本原理和方法。

马达是一种常用的电动机械设备，选择合适的马达对于正常运行和高效工作非常重要。

马达选型原则马达的选型应基于以下几个原则：1. 负载要求：根据所驱动设备的负载要求（例如扭矩和转速）选择合适的马达类型和规格。

2. 电源供应：根据可用的电源供应（例如交流电或直流电）选择相应的马达。

3. 功率需求：根据所需的功率输出选择合适的马达。

4. 空间限制：考虑到安装空间的限制，选择体积适合的马达。

5. 可靠性和维护要求：根据马达的可靠性和维护要求选择合适的型号和品牌。

马达计算方法马达计算是确定适合的马达规格的关键步骤。

以下是基本的马达计算方法：1. 确定负载参数：首先，准确测量所驱动设备的负载参数，例如扭矩和转速。

2. 计算所需的功率输出：根据负载参数和工作条件计算所需马达的功率输出。

功率（P）的计算公式为：P = 扭矩（T） ×转速（N）其中，扭矩的单位为牛顿·米（Nm），转速的单位为转每分钟（rpm）。

3. 确定额定功率：根据所选马达的额定功率（通常可从马达技术参数手册中获取），确保所需功率输出不超过马达的额定功率。

4. 选择马达类型和规格：基于马达技术参数手册中的相关信息，选择合适的马达类型和规格，以满足所需功率输出。

5. 验证选择的马达：根据所选马达的技术参数验证其是否满足其他要求，例如运行效率、启动和制动特性等。

结论本文档介绍了马达选型和计算的基本原理和方法。

在选择马达时，请根据负载要求、电源供应、功率需求、空间限制、可靠性和维护要求等因素进行综合考虑。

马达计算则指导了确定适合的马达规格的步骤。

通过合理的马达选型和计算，能够提高马达系统的性能和效率，实现良好的运行和工作效果。

马达选型计算方法
马达选型是根据工作要求来确定所需马达的类型和规格。

它涉及到诸
多因素，包括负载要求、加速度、速度、效率、尺寸、成本等。

以下是一
种常用的马达选型计算方法：
首先，确定负载要求。

需要计算马达的负载力矩、负载转矩和负载惯
性力矩等参数。

这些参数可以通过考虑工作环境、工作装置的性能和负载
特性来计算得到。

其次，确定所需的速度和加速度。

这取决于工作过程的要求和工作装
置的特性。

速度和加速度会影响到马达的选型和规格，因为不同的马达对
速度和加速度的要求不同。

然后，根据负载和速度要求计算所需的马达功率。

根据负载和速度的
关系，可以计算得到所需的功率值。

这个值可以作为选型的基准，帮助确
定所需马达的类型和规格。

接着，根据马达效率和负载转矩计算所需的马达转矩。

马达转矩是根
据所需的功率和马达效率计算得到的。

马达的转矩要大于负载转矩，以确
保能够满足工作要求。

在选型过程中，还需要考虑马达的尺寸和成本。

尺寸会受到工作环境
和安装要求的限制，因此需要选择适合的尺寸。

成本方面，需要根据预算
来选择合适的产品。

最后，需要根据选型的计算结果与实际生产中的经验进行对比和评估。

如果计算结果与经验不符，可能需要重新调整参数或重新选择马达的类型
和规格。

小型马达研发知识点总结1. 研发背景小型马达是一种应用广泛的电机，通常用于家用电器、电子设备、汽车及工业设备中。

随着科技的发展，对小型马达的要求也越来越高，需要具备更高的效率、更小的体积和更低的成本。

因此，小型马达的研发工作显得尤为重要。

2. 研发目标小型马达的研发目标主要包括提高效率、减小体积、降低成本和改善环保性能。

在提高效率方面，需要提高小型马达的功率密度和效率，以满足各种应用的要求。

减小体积需要通过优化设计和采用新材料等方式来实现，以适应小型化产品的需求。

降低成本是小型马达研发的重要目标之一，需要通过提高生产效率、降低材料成本和优化设计等方式来实现。

在环保方面，需要采用更加环保的材料和制造工艺，以降低对环境的影响。

3. 研发方法小型马达的研发方法主要包括仿真设计、实验验证和制造工艺的优化。

在仿真设计方面，可以利用有限元分析、磁场分析等方法对小型马达进行设计和性能分析，以减少实验验证的次数和成本。

同时，可以通过实验验证来验证仿真结果和对设计进行改进。

制造工艺的优化也是小型马达研发的重要环节，通过优化工艺来提高小型马达的生产效率和降低成本。

4. 关键技术小型马达研发的关键技术包括电磁设计、结构设计、材料选择和制造工艺等方面。

在电磁设计方面，需要通过优化磁场分布、提高线圈的填充因数和改进永磁材料等方式来提高小型马达的效率和功率密度。

在结构设计方面，需要优化小型马达的结构，提高散热性能和减小体积。

材料选择是小型马达研发的重要环节，需要选择合适的磁性材料、绝缘材料和轴承材料等，以提高小型马达的性能和降低成本。

制造工艺的优化也是关键技术之一，通过改进制造工艺和设备来提高小型马达的生产效率和降低成本。

5. 发展趋势小型马达的发展趋势主要包括智能化、集成化和绿色化。

随着智能驱动技术的不断发展，小型马达也将朝着智能化方向发展，实现更加智能的控制和运行。

集成化是小型马达的另一个发展趋势，通过将传感器、控制电路等集成到马达中，可以实现更加紧凑的设计和更高的性能。

马达选型计算方法1. 常用马达特点1.1. 交流马达：最常用。

转矩大，转速一般在1500转/分左右。

1.2. 直流马达：1.3. 步进马达：如东方。

扭矩大。

不能扭矩过载，否则会丢步。

选型计算一般留100—200%的转矩余量。

1.3.1. 从静止到额定转速（1000转/分左右）要约0.2—0.4秒。

1.4. 数字伺服马达：如松下。

功率大。

高速时扭矩稳定，扭矩过载能力强，一般为额定的3倍。

可以长时间工作的额定转矩的2倍。

1.4.1. 从静止到额定转速（3000转/分左右）要约60毫秒。

2. 选型计算例子：使用状况描述2.1. 控制：使用三菱PLC FX1S-20MT-001，最大脉冲速度100K Pulse/sec3. 马达种类的选择：3.1. 有定位需要。

因此：需要采用有定位功能的步进或伺服马达。

3.2. 步进与伺服的选择。

3.2.1. 一般步进便宜。

优先选择步进。

3.2.2. 要求在0.1秒内急加速，达到600转/左右。

反应速度是步进马达无法达到的，因此选择伺服。

4. 伺服马达的选型计算：主要是转速、扭矩、制动等问题。

4.1. 动作过程说明：在此起停频繁，仅仅最大允许0.15秒，采用三角型运行模式。

4.1.1. 梯形运行过程4.1.2. 三角形运动过程（适合频繁启停），此时T2=0。

4.2. 计算过程4.2.1. 考虑点：4.2.1.1. 启动：机构负载、摩擦力/阻力f、直线加速v、角加速度θ4.2.1.2. 平稳运行：机构负载、摩擦力/阻力f4.2.1.3. 制动时：机构负载、摩擦力/阻力f、直线减速（惯性）、负角加速度（惯量）4.2.2. 直线机构负载、摩擦力/阻力的计算4.2.2.1. 直线机构1：平台根据：·s = v(t2) +[ ½ x a (t1)2 ] x 2·v = at1·F1=ma（F1为负载力，m为质量，a为加速度）·F2=F1 + f（F2为总负载力，f为阻力/摩擦力）已知：·加速时间=减速时间=t1=总时间0.15s / 2=0.075s·匀速运行时间t2=0s（三角启停）·行程s=120mm=0.12m·质量m=3Kg·阻力f=10N计算得：·加速度a=21.4m/s2·最大速度V max=at=21.4 x 0.075=1.605m/s·运动动作克服力F1=3Kg x 21.4m/s2 = 64.2N·运动总力F2=64.2 + 10=74.2N假设：使用r=0.02m（Φ40mm）齿轮·需要转矩为M=F2 x r =74.2N x 0.02m = 1.484Nm·需要最大转速V max = V max / 2πr = 1.605 / （2π0.02） = 12.78转/秒 = 766.8转/分·需要最大角速度：ω=V max / π=12.78转/秒 / π=4.07rad/s（弧度/秒）预选型：·根据松下马达选型目录。

马达选用计算1. 不论是那一种马达,当你要使用,选定之前,一定是要先了解负载的情况.2. 举一个例子说,现在有一个负载是个钢制的圆柱体,直径为0.5公尺,高度(厚度)为0.1公尺,这个圆柱体轴心与马达轴心是同在一直在线.现在希望能在1秒之内转120度..那么所要的马达马力多少?(钢制的圆柱体密度是7850㎏/m³)已知:圆柱体密度ρ=7850㎏/m³圆柱体直径d=0.5m圆柱体高度(厚度) t=0.1m马达从起动到达定转速所转角度θ=120°θ=∫ωdt=∫αt dt=(1/2) αt^2 →α= 2θ= 2×3.14×(120/180)=4.187/s^2 (ω为定转速角速度, α为起动加速度)ω = (Δθ/Δt) = θ = 3.14×(120/180)=2.094/s“惯性矩” I=(1/2)mr²=(1/2) ×(3.14 r²×t×ρ)×r²=4.81kg.m^2“扭矩” T=I ×α=4.81×4.187=20.16 kg.m^2/s^2马力(W):“马力”W = T ×ω=(20.16×2.094 kg.m^2/s^2/s)/(9.8m/s^2)=4.31kgf.m/s马力(kw) = 4.31 kgf.m/s / 1.01972×10^2 kgf.m/s/kw = 0.042kw3. 从上面举例,就可以知到负载, 起动加速度, 定转速角速度, 惯性矩, 扭矩,马力的关联性,马达的选用自然水到渠成了.概算：简易公式(不计机械效率及安全系数):扭矩T(kg-m) 马力HP(hp) 转速N(rpm)T=716.2*HP/NHP=T*N/716.2 ,N=716.2*HP/T例如一个10hp*4p的马达的扭矩为:T=716.2*10/1740=4.12kg-m (60HZ 4p马达的转速为1740rpm马达铭板有标示)例如已经知道传动扭矩T=412kg-m和转速N=17.4rpm,须要马达的马力为:HP=412*17.4/716.2=10hp如果选用10hp*4p的马达则转速比为:1740/17.4=100/1故当中的转速差要选用100比1的减速机.NC车床加装“百特”变速齿轮箱案例研讨已知中碳素钢的切削阻抗应力: P=200 kg/mm2 ,假设切削深度:ｔ= 6 mm, 工具机切削进给率:ｆ= 0.3 mm/rev,则材料的切削力: F=P * ｔ* ｆ=200 * 6 * 0.3 = 360 kg当工具机之最大加工旋转半径R= 315 mm (0.315m)或旋转直径D= 630 mm (0.63m) 时扭力τ= F * R= 360*1.315 = 113.4 kg/m已知中碳素钢的切削最高速度V= 140 m/sec,经由下列公式可以反求得知所需之转速(N/rpm)及马力(HP/kw):∵V=π* D * N ∴140=π* 0.63 * N ∴N= 140 = 70.7 rpm π* 0.63∵扭力τ= 716.2 * HPN∴马力HP= τ* N = 113.4 * 70.7 = 11.2 ≒11.2 * 3/4 kw ≒8.4 kw 716.2 716.2若安全系数设为２时,所需马力为8.4 kw * 2 = 16.8 kw。

玩具设计中马达应用技巧
佚名
【期刊名称】《中外玩具制造》
【年(卷),期】2007(000)009
【摘要】马达是玩具能够保持持续动力的主要动力源。

设计人员在玩具生产中很少有机会设计一个马达，主要是选用，玩具马达的选用也有很多技巧和方法。

【总页数】2页(P72-73)
【正文语种】中文
【中图分类】TS958.02
【相关文献】
1.玩具设计降低成本的10大技巧 [J], Suzanne Mills-Winkler;文志君（编译）
2.浅谈机动玩具设计技巧 [J], 郭大健
3.几何学在木制陈设玩具设计中的应用 [J], 王影;陈思宇
4.仿生设计在婴幼儿牙胶玩具设计中的应用 [J], 何凤
5.交互式智能技术在玩具设计中的应用研究 [J], 张雯
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DD马达选型要点DD（Direct Drive）马达是一种直接驱动型的电动机，其具有高效率、高转矩、低噪音、无需传动系统等特点，被广泛应用于工业、交通、家电等领域。

在进行DD马达选型时，需要考虑以下几个要点：1.功率和转速要求：根据具体应用需求确定DD马达的功率和转速范围，以满足工作负载和运行速度的要求。

功率和转速之间存在着相关关系，通常情况下，高功率对应较低的转速，低功率对应较高的转速。

2.额定转矩和起动转矩：额定转矩是指DD马达在额定工作状态下可以输出的最大扭矩，而起动转矩则是指DD马达在启动过程中所需的最大扭矩。

根据应用场景的负载特点和起动条件，选择具备足够转矩的DD马达，以确保正常的工作和启动性能。

3.效率和能耗：DD马达的效率是指其输出功率与输入电力之间的比值。

在选择DD马达时，应尽量选择效率高的马达，以降低能耗和提高整体性能。

效率一般随着负载的增加而降低，因此需要在不同负载下综合考虑效率和能耗。

4.环境适应性和可靠性：DD马达应具备较高的环境适应性和可靠性，能够在不同温度、湿度、振动等恶劣工作环境下稳定运行。

选型时需要考虑马达的防护等级、耐高温、耐湿、抗振性能等因素，以确保马达的长期可靠运行。

5. 控制方式和接口：DD马达通常需要与控制系统进行配合使用，因此选择时需要考虑其控制方式和接口兼容性。

常见的控制方式包括PWM （Pulse Width Modulation）控制、模拟电压控制和CAN（Controller Area Network）总线控制等，需根据具体应用选择适合的驱动方式。

6.体积和重量：根据安装空间和载荷要求，选择体积和重量适中的DD马达。

体积和重量过大会增加系统的复杂性和成本，而体积和重量过小则可能影响马达的性能和使用寿命。

7.成本和供应链：选型时还需考虑DD马达的成本和供应链情况。

成本包括马达本身的价格以及使用、维护和更换的成本，需要综合考虑性价比。

供应链则包括供货周期、售后服务等因素，确保能够及时获取所需的DD马达以及相关技术支持。

第三章乐高马达在机器人系统中，我们已经介绍了动力传输系统——结构是如何传递力的，接下来，我们要讨论动力源——马达，包括各种马达的安装固定，以及马达的使用技巧，如，怎么获得更大的动力输出？同时简单介绍怎样并联马达，如何控制其工作等内容。

本章包含的内容:微马达、低速马达、高速马达安装马达马达导线连接控制能量连接马达3.1简介：马达是机器人的主要动力源，它可以使机器人执行移动、载重，控制手臂，抓取物体，抽气等其它需要动力源的动作。

马达有不同的种类，但都有一个共同点：将电能转换为机械能。

在这一章，我们要讨论不同的乐高马达及其使用、安装、连接。

在讲解马达之前，我们先介绍一下有关电子学的理论。

我们知道，电流分为直流电（DC）和交流电（AC）。

家里使用的就是交流电，而电池是一种最常用的直流电源，所有乐高的电动组件包括马达都使用直流电源。

为了更好地理解什么是直流电，我们可以把它想象成从山上流下的一股泉水。

流过导线的电流与之类似：当你将电池与灯或者马达连接时，电流的流动差不多像水流。

我们知道电池有正负极，它表示电流的流动方向：从负极流向正极，就好像负极在山顶。

在溪流中放一个水车就能把水的能量转化为机械能，同样，马达可以将电流转变成运动。

假如改变水流的方向，水车会发生什么情况呢？它会改变旋转方向。

直流马达也是如此。

每一个马达都有两个接头，一个接到负极，另一个接到直流电源的正极。

你可以想象的到电流从电池的负极流入马达，使马达运动，然后电流又流回到正极。

如果将马达与电池之间的导线变换方向，马达的旋转方向也随之改变了。

那么，如何来描述在溪流中流过的水量呢？它由两个因素决定：水的流速，水流的宽度，两者对水车的工作状态都有影响。

在电流里，流动的速度称为电压，它的宽度（强度）称为电流。

它们的单位分别可以用伏特（V）和安培（A）来表达，还有比它小的单位：毫伏（mV）和毫安（mA）。

这两者的乘积就称为功率，用瓦特（W）来衡量它的大小。