AGV驱动电机选型计算公式

驱动系统部件的选择与校核AGV的驱动系统主要由驱动电源、电机和减速装置组成。

电机的性能参数及减速装置的规格型号的确定直接决定整车的动力性,即车辆的运动速度和驱动力直接决定整车的动力特性。

因此电机必须通过详细计算进行选择，现在很多电机直接与减速装置组合在一起构成减速电机，为我们的设计带来了很大的方便，并且能使AGV的驱动系统简单化，结构小型化，此外性价比也比较高，因此此次设计直接选择减速电机作为驱动源。

1电机种类的选择与AGV相关参数自动引导车是电动车的一种，而电机是电动车的驱动源，提供给整车提供动力。

目前最常用的电动车辆驱动系统有以下三种:第一种是直流电机驱动系统,20世纪90年代前的电动汽车几乎全是直流电机驱动的。

直流电机木身效率低，体积和质量大,换向器和电刷限制了它转速的提高，一般其最高转速为6000-8000r/min。

但出于其缺点目前除了小型车外,电动车很少采用直流电机驱动系统。

第二种是感应电机交流驱动系统。

该系统是20世纪90年代发展起来的新技术，目前尚处于发展完善阶段。

电机一般采用转子鼠笼结构的三相交流感应电动机。

电机控制器采用矢量控制的变频调速方式。

其具有效率高、体积小、质量小、结构简单,免维护、易于冷却和寿命长等优点，该系统调速范围宽，而且能实现低速恒转矩，高速恒功率运转,但交流电机控制器成本较高。

目前，世界上众多著名的电动汽车中，多数采用感应电机交流驱动系统。

第三种是永磁同步电机交流驱动系统，其中永磁同步电机包括无刷直流电机和三相永磁同步电机,而永磁同步电机和无刷直流电机相比，永磁同步电机交流驱动系统的效率较高，体积最小，质量最小，也无直流电机的换向器和电刷等缺点。

但该类驱动系统永磁材料成本较高，只在小功率的电动汽车中得到一定的应用。

但永磁同步电机是最有希望的高性能电机，是电动汽车电机的发展方向。

出于直流电机本身具有控制系统简单，调速方便,不需逆变装置等优点，并且本次毕业设计的AGV运行速度低，功率也不高，因此，采用直流电机（包含减速装置）作为驱动系统的动力源足够满足此次AGV设计，并且性价比优越.此次所设计的AGV相关参数如下表所示:AGV相关参数表根据AGV底盘设计可知选择常用的铝合金材料的密度为2.85×103kg/m3,则AGV车架自重为G=ρLbhg=2.85×103×0.5×0。

电机选型计算公式总结功率：P=FV（线性运动）T=9550P/N(旋转运动)P——功率——WF——力——NV——速度——m/sT——转矩——N.M速度：V=πD N/60X1000D——直径——mmN——转速——rad/min加速度：A=V/tA——加速度——m/s2t——时间——s力矩：T=FL惯性矩：T=JaL——力臂——mm（圆一般为节圆半径R）J ——惯量——kg.m2 a ——角加速度——rad/s21. 圆柱体转动惯量(齿轮、联轴节、丝杠、轴的转动惯量)82MD J =对于钢材：341032-⨯⨯=gLrD J π)(1078.0264s cm kgf L D ⋅⋅⨯-M -圆柱体质量(kg)； D -圆柱体直径(cm)； L -圆柱体长度或厚度(cm)； r -材料比重(gf /cm 3)。

2. 丝杠折算到马达轴上的转动惯量：2i Js J = (kgf·cm·s 2)J s –丝杠转动惯量(kgf·cm·s 2)； i -降速比，12z z i =3. 工作台折算到丝杠上的转动惯量g w22⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=n v J π gw2s 2⎪⎭⎫⎝⎛=π (kgf·cm·s 2)角加速度a=2πn/60t v -工作台移动速度(cm/min)； n -丝杠转速(r/min)； w -工作台重量(kgf)；g -重力加速度，g = 980cm/s 2； s -丝杠螺距(cm)2. 丝杠传动时传动系统折算到驱轴上的总转动惯量：())s cm (kgf 2gw 122221⋅⋅⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=πs J J iJ J S tJ 1-齿轮z 1及其轴的转动惯量； J 2-齿轮z 2的转动惯量(kgf·cm·s 2)； J s -丝杠转动惯量(kgf·cm·s 2)； s -丝杠螺距，(cm)； w -工件及工作台重量(kfg).5. 齿轮齿条传动时折算到小齿轮轴上的转动惯量2gw R J =(kgf·cm·s 2)R -齿轮分度圆半径(cm); w -工件及工作台重量(kgf)6. 齿轮齿条传动时传动系统折算到马达轴上的总转动惯量⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=2221g w 1RJ i J J t J 1，J 2-分别为Ⅰ轴，Ⅱ轴上齿轮的转动惯量(kgf·cm·s 2)；R -齿轮z 分度圆半径(cm)；w -工件及工作台重量(kgf)For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur für den persönlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales.толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.以下无正文For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur für den persönlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales.толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.以下无正文。

背驮式AGV小车牵引力及电机选型计算①AGV运行参数圆周率π=重力加速度g=支撑轮滚动阻力系数f=AGV运行坡度角α=AGV车自重G1=AGV车载重G2=AGV动力轮数量（即驱动电机数量）N=驱动轮直径D0=驱动轮静摩擦系数μ=运行速度V=加速时间t=电机输出轴转速n=总效率η=减速机服务系数(电机安全系数)k=主动轮齿数（带轮或链轮）Z主=从动轮齿数（带轮或链轮）Z从=③运行参数计算AGV车总质量m=驱动轮转速n驱=1000V/(π*D)总传动比i总=n电/n驱副传动比i副=n主/n从=Z从/Z主加速度a=V/t④agv行驶阻力计算agv滚动阻力计算（静态力）F f=mg*fagv加速阻力计算（动态力）F j=maagv坡度阻力计算F i=mg*sinαagv行驶阻力（等于AGV所需的牵引力）∑F=F f+F j+F iagv行驶总阻力矩∑M=∑F*R ⑤扭矩与功率计算减速机输出轴转速n j=n驱*i副或n j=n驱*Z从/Z主减速机负载扭矩（单台）T j=∑M/N减速机所需配备电机功率（单台）P j=T j*n j/9550/η或P j=FV/1000/η/N电机额定功率P0=Pj/ηAGV单驱动轮所需牵引力F牵=∑F/N驱动轮所需的正压力Fn=F牵/μ/g电机的转矩可分为两部分计算：1、经启动达到匀速旋转后，克服轴承摩擦阻力转矩T2，T2=F2 R2 （式中F2为摩擦阻力，R2受力点的旋转半径启动转矩T1 ，圆盘由静止到开始匀速旋转所克服的惯性转矩及摩擦力矩T2，T1=F1R1+T2，（式中F1为惯性力计算3.1415939.807m/s20.02f=0.018～0.0201度0.017453293弧度325Kg1100Kg1250mm0.4(聚氨酯轮)150m/min1.25s2250r/min0.851.2530减速电机直接带驱动轮，此项可省略30减速电机直接带驱动轮，此项可省略1425Kg190.985932r/min11.7809725电机输出转速与驱动轮转速之比在没有二级传动情况下，总传动比12m/s2v的单位：m/s279.4995N f:支撑轮滚动阻力系数2850N243.896944N3373.39644N小车牵引力等于行驶阻力421.674555NM R:驱动轮半径190.985932421.674555NM N:驱动电机数量；9.92102345KW T:减速机所需扭矩，单位：NM，n：减速机输出转速，单位：n/min9.92175425KW V:小车的运行速度，单位:m/s F:小车行驶总阻力 ,单位:N 功率11.6717923KW3373.39644N∑F:AGV行驶总阻力 N:驱动轮数量859.94607Kg F=μ*mg摩擦力等于正压力与静摩擦系数的乘积牵擦阻力，R2受力点的旋转半径）， F2= f N （式中 f 为轴承滚动摩擦系数，可根据使用轴承的结构查表。

驱动轮电机用于驱动AGV 的运转，包含 AGV 的直行及差速转弯。

在选择电机时，我们往常需要计算出电机的额定功率、额定转矩、额定转速等[28] 。

而在驱动电机的参数计算以前第一需要明确AGV 的各项设计要求，如表3-1 所示。

表 3-1 AGV 设计要求设计要求设计参数整车制定重量 m 100kg最大负载 M max 200kg最高行驶速度v m ax 1m / s最大加快度 a m ax 0.5m / s23.1.1电动机的选择1.驱动力与转矩关系AGV 在地面行驶时，轮子与地面接触， AGV 战胜摩擦力向前行驶，电机输出转矩 Tq 为小车供给驱动力。

而 Tq 经减速机减速后获得输出转矩Tt输出至驱动轮，输出转矩 Tt 为：Tt i g Tq式中i g——减速机减速比；Tq ——电机输出转矩；Tt ——输出转矩；——电机轴经减速机到驱动轮的效率。

驱动轮在电机驱动下在地面转动，此时有关于地将形成一个圆周力，而地面对驱动轮也将产生一个等值、反向的力F t，该力即为驱动轮的驱动力[29]。

驱动力为：F t Tt igTqRq Rq式中Rq ——驱动轮的驱动半径。

因为驱动轮一般刚性较好，视其自由半径、静力半径、转动半径三者同样，均为 Rq 。

2.驱动力与阻力计算小车内行驶过程中要战胜各样阻挡力，这些力包含：转动阻力F f、空气阻力F w、坡度阻力 F r、加快度阻力 F j。

这些阻力均由驱动力F t来战胜，所以：F t F f F w F r F j(1)转动阻力 F f转动阻力在AGV 行驶过程中，主要由车轮轴承阻力以及车轮与道路的转动摩擦阻力所构成，F f大小为：Ff FfzFfg式中F fz——车轮与轴承间阻力；F fg——车轮与道路的转动摩擦阻力。

此中，车轮轴承阻力 F fz为：d / 2 d 0.015 48F fz P P1000 3.6ND / 2 D 200式中P ——车轮与地面间的压力， AGV设计中，小车自重 m 为 100kg，最大载重量 M m ax为200kg，所以最大整车重量为300kg，一般状况下， AGV前行过程中，有三轮同时着地，知足三点决定一平面的规则，各轮的压力为P=1000N[30]；d ——车轮轴直径，驱动轮在本次设计中选择 8 寸的工业车轮，即d=48mm；D——车轮直径，查文件 [40] 可知，驱动轮在本次设计中选择 8 寸的工业车轮，即 D=200mm；μ——车轮轴承摩擦因数，优秀的沥青或混凝土路面摩擦阻力系数为—，μ=。

电机选型计算公式1.功率计算公式：功率（P）=扭矩（T）×角速度（ω）其中，功率单位为瓦特（W），扭矩单位为牛顿·米（Nm），角速度单位为弧度/秒（rad/s）。

2.转速计算公式：转速（n）=60×角速度（ω）÷（2×π）其中，转速单位为转/分钟（rpm），角速度单位为弧度/秒（rad/s），π取近似值3.143.扭矩计算公式：扭矩（T）=力（F）×杠杆臂长（r）其中，扭矩单位为牛顿·米（Nm），力单位为牛顿（N），杠杆臂长单位为米（m）。

4.电机转矩计算公式：电机转矩（Tm）= （9.81 × p × η × Fr）÷ （ηm × nm）其中，电机转矩单位为牛顿·米（Nm），重力加速度取9.81m/s²，压力系数（p）为1.2，机械效率（η）为机械传动系统的效率，Fr为所需要的负载力，电机效率（ηm）为电机的效率，机械效率和电机效率通常取0.85-0.925.电机电压计算公式：电机电压（V）=（Rm+Rl）×Im×K其中，电机电压单位为伏特（V），电机内部电阻（Rm）和线圈电阻（Rl）的单位为欧姆（Ω），电机电流（Im）的单位为安培（A），K为系数，通常取1.1-1.2这些公式仅为一般的电机选型计算公式，实际选型过程中还需要考虑其他因素，如电机的额定功率、额定电流、效率曲线等。

同时还需要根据具体的负载要求来确定电机需要的额外特性，如启动转矩、过载能力等。

因此，在进行电机选型计算时，最好参考电机制造商的技术手册和相关标准，以确保选型的准确性和可靠性。

单位AGV运行参数圆周率π重力加速度g m/s^2支撑轮滚动阻力系数f AGV运行坡度角α度AGV车自重G1kg AGV车载重GkgAGV动力轮数量（即驱动电机数量）N 驱动轮直径D mm 驱动轮静摩擦系数μ运行速度V m/s 加速时间t s 电机输出轴转速n 总效率η减速机服务系数(电机安全系数)k 传动比i运行参数计算AGV车总质量mkg 驱动轮转速n=1000V/(π*D)*60rpm 总传动比i 加速度a=V/t m/s^2加速距离s=V*V/2a m agv行驶阻力计算agv滚动阻力计算（静态力）Ff=mg*f N agv加速阻力计算（动态力）Fj=ma N agv坡度阻力计算Fi=mg*sin αN agv行驶阻力（等于AGV所需的牵引力）∑F=Ffji N agv行驶总阻力矩∑M=∑F*R Nm 扭矩与功率计算减速机输出轴转速njrpm 减速机负载扭矩（单台）Tj=∑M/N Mm 电机输出扭矩（单台）T=Tj/NMm 减速机所需配备电机功率（单台）Pj=Tj*nj/9550/η 或Pj=FV/1000/η/N kW 电机额定功率P0=Pj/ηkW 单驱动轮所需牵引力F牵=∑F/N N 驱动轮所需的正压力Fn=F牵/μ/g kg 电机输出轴转速n rpm 电机输出扭矩Nm 在D 列填入选型参数以下自动计算，勿修改，选中相应结果框可在顶上输入栏看到公式数据3.149.810.021.00150.002850.004.00200.000.402.0010.000.851.2515.003000.00190.9915.000.2010.00588.42600.00513.471701.89170.19190.9942.5510.641.001.18425.47108.462864.793.34。

背驮式AGV小车牵引力及电机选型计算①AGV运行参数圆周率π=重力加速度g=支撑轮滚动阻力系数f=AGV运行坡度角α=AGV车自重G1=AGV车载重G2=AGV动力轮数量（即驱动电机数量）N=驱动轮直径D0=驱动轮静摩擦系数μ=运行速度V=加速时间t=电机输出轴转速n=总效率η=减速机服务系数(电机安全系数)k=主动轮齿数（带轮或链轮）Z主=从动轮齿数（带轮或链轮）Z从=③运行参数计算AGV车总质量m=驱动轮转速n驱=1000V/(π*D)总传动比i总=n电/n驱副传动比i副=n主/n从=Z从/Z主加速度a=V/t④agv行驶阻力计算agv滚动阻力计算（静态力）F f=mg*fagv加速阻力计算（动态力）F j=maagv坡度阻力计算F i=mg*sinαagv行驶阻力（等于AGV所需的牵引力）∑F=F f+F j+F iagv行驶总阻力矩∑M=∑F*R ⑤扭矩与功率计算减速机输出轴转速n j=n驱*i副或n j=n驱*Z从/Z主减速机负载扭矩（单台）T j=∑M/N减速机所需配备电机功率（单台）P j=T j*n j/9550/η或P j=FV/1000/η/N 电机额定功率P0=Pj/ηAGV单驱动轮所需牵引力F牵=∑F/N驱动轮所需的正压力Fn=F牵/μ/g 电机的转矩可分为两部分计算：1、经启动达到匀速旋转后，克服轴承摩擦阻力转矩T2，T2=F2 R2 （式中F2为摩擦阻力，R2受力点的旋转半径），F2= f N （式中 f 为轴承滚动摩擦系数，可根据使用轴承的结构查表。

N 为正压力，其值为圆盘和电机轴重力之和）。

启动转矩T1 ，圆盘由静止到开始匀速旋转所克服的惯性转矩及摩擦力矩T2，T1=F1R1 +T2，（式中F1为惯性力，R1为惯性半径），设圆盘由静止到开始匀速旋转的加速度为a，加速时间为 t ，终速为V，则加速度 a = V / t ，F1=ma （式中m 为圆盘及电机轴的质量）。

电机选型计算公式详解1. 额定功率计算公式额定功率是指电机在额定工况下所能输出的功率。

一般情况下，额定功率可以通过以下公式计算：额定功率（kW）= 转矩（N·m）× 转速（rpm）÷ 9550。

其中，转矩可通过负载的要求来确定，转速则取决于电机的设计和工作条件。

由于转矩和转速单位不同，需要进行单位换算，将转速换算为弧度每秒。

2. 转矩计算公式转矩是电机输出的力矩，是电机选型中一个重要的参数。

转矩的大小取决于负载的要求和工作条件。

一般情况下，转矩可以通过以下公式计算：转矩（N·m）= 功率（kW）× 9550 ÷ 转速（rpm）。

其中，功率单位需要转换为千瓦，转速单位需要转换为弧度每秒。

3. 转速计算公式转速是电机旋转的速度，也是电机选型中需要考虑的一个重要参数。

一般情况下，转速可以通过以下公式计算：转速（rpm）= 频率（Hz）× 60 ÷ 极对数。

其中，频率是供电频率，极对数是电机的极数。

需要注意的是，该公式只适用于同步电机，而异步电机的转速会受到负载和电压等因素的影响。

4. 额定电流计算公式额定电流是指电机在额定工况下所需的电流大小。

一般情况下，额定电流可以通过以下公式计算：额定电流（A）= 额定功率（kW）× 1000 ÷ （3 × 额定电压（V）× 功率因数）。

其中，额定功率、额定电压和功率因数可以根据具体的需求确定。

以上是电机选型中常用的几个计算公式。

在实际应用中，根据具体的需求和条件，还可以使用其他的计算公式来进行电机选型。

选型过程中，除了考虑公式计算得到的参数外，还需要考虑负载要求、工作环境、电机的可靠性等因素。

因此，在进行电机选型时，不仅要熟悉计算公式，还需要综合考虑多个因素，从而选出最合适的电机型号和参数。

电机选型计算公式是进行电机选型的基础，可以根据具体的需求和工作条件，计算出电机的额定功率、转速、转矩等参数。

agv计算公式
AGV（Automated Guided Vehicle）小车的计算公式可能涉及多个方面，具体取决于所需计算的参数。

以下是一些可能的计算公式：
1. 物料搬运时间计算公式：TR = TW + TK + TM + TZ，其中TW代表空
车等待时间，TK代表空车行驶时间，TM代表满车行驶时间，TZ代表物料
装载和卸载时间。

2. 任务次数计算公式：CA = 3600 / u，其中u为物料需求时间（单次响应时间间隔），CA为每小时AGV小车需要搬运的任务次数。

3. 总时间计算公式：TA = CA × TR，其中TA为AGV小车完成每小时预订的所有任务所需的总时间。

4. 偏差角纠正公式：ω = Kpδ + Ki∫0tδdt + Kdδdt，其中ω为纠偏角速度，Kp、Ki、Kd分别为偏差角比例、积分、微分系数，δ为偏差角，t为时间。

5. 偏差距离纠正公式：d = (xt−xc)2 + (yt−yc)2，其中d为偏差距离，xt、yt为目标位置坐标，xc、yc为AGV当前位置坐标。

请注意，这些公式可能会根据具体的应用场景和需求而有所不同。

在实际应用中，需要根据具体情况进行相应的调整和修改。