机械工程师在机械设计中选择电机的经验

　　关于电机选型的问题：
以下作为我个人在学习工作中总结的一点经验，希望能为初入机械行业的同行有所帮助。
关于电机的计算选型能说的话题太多，电机的类型、控制等等任何一个方面都够我们研究很久。
以下两点比较主要：
一、为了使问题清晰，我将整个机械传动过程分为动作执行机构和驱动电机两部分
二、在这里我找到一个很好的切入点就是减速器（增速器）我想用传动比i来表示，从这个传动比i进入我们的话题。
无论如何总是从驱动电机到执行机构中间有个传动比i暂且忽略传动效率
传动比i（减速箱）有三个作用
1. 转速匹配2.转矩匹配3.惯量匹配
（1）什么叫转速匹配
我们的电机有额定转速，我们总是希望她工作在额定转速下但我们的执行机构却有自己的运动速度这就需要减速器（增速器）i来完成速度的匹配满足执行机构的要求，通过各种齿轮齿条、涡轮蜗杆、链轮带轮等等实现这一过程（液压气动有自己的一套理论有机会会另开贴讨论）。
执行机构决定电机的额定转速，传动比i在其中调节。转速与传动比i成反比，假设电机转速n，经过传动比i后得到的转速为n/i
（2）什么叫转矩匹配
与转速匹配相似，运动需要力反映在电机上就是转矩，转矩有额定转矩，同样需要去匹配，需要的转矩要和电机的额定转矩相互匹配，这中间也需要传动比i只是转矩与传动比i成正比，假设电机转矩T，经过传动比i后得到的转矩为iT。
到这我们就会稍微有点思路，原来选电机就是选电机的额定转速和额定扭矩，中间的机械结构只是一些传递这两个参数的机构，我们要做的只是去找一个合适的两边都能接受的i。
问题好像得到解决了，那就太简单了，事实要比这复杂的多，下面就是其中一个。
（3）什么叫惯量匹配
电机具有转动惯量J，这是电机一个很重要的参数，很多情况下我们发现根据公式转速，扭矩都吻合但我们选的电机依然会有问题这时候我们就需要关注一下这个转动惯量J了，
 

　　 不同结构的转动惯量计算有不同的公式。

　　 这里主要说下是负载转动惯量在归算到电机轴上时是按传动比平方的倒数倍减小，1/i的平方倍。

　　 什么叫转动惯量？

　　 转动惯量(Moment of Inertia)，是刚体绕轴转动时惯性（回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性）的量度，用字母I或J表示。在经典力学中，转动惯量（又称质量惯性矩，简称惯矩）通常以I或J表示，SI 单位为 kg·m2。对于一个质点，I=mr2，其中 m 是其质量，r是质点和转轴的垂直距离。

　　 转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量，可形式地理解为一个物体对于旋转运动的惯性，用于建立角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。 质量转动惯量 其量值取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置。刚体的转动惯量有着重要的物理意义，在科学实验、工程技术、航天、电力、机械、仪表等工业领域也是一个重要参量。电磁系仪表的指示系统，因线圈的转动惯量不同，可分别用于测量微小电流（检流计）或电量（冲击电流计）。在发动机叶片、飞轮、陀螺以及人造卫星的外形设计上，精确地测定转动惯量，都是十分必要的。 转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置，而同刚体绕轴的转动状态（如角速度的大小）无关。形状规则的匀质刚体，其转动惯量可直接用公式计算得到。而对于不规则刚体或非均质刚体的转动惯量，一般通过实验的方法来进行测定，因而实验方法就显得十分重要。转动惯量应用于刚体各种运动的动力学计算中。 面积转动惯量 描述面积绕同它垂直的互相平行诸转轴的转动惯量之间的关系有如下的平行轴定理：面积对于一轴的转动惯量，等于该面积对于同此轴平行并通过形心之轴的转动惯量加上该面积同两轴间距离平方的乘积。由于和式的第二项恒大于零，因此面积绕过形心之轴的转动惯量是绕该束平行轴诸转动惯量中的最小者。