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ENGINEERING NOTES / 选型与技术

600 kg AGV 驱动轮减速机怎么选?轮速、减速比和爬坡扭矩计算

AGV 驱动减速机选型,需要先明确整车总质量、目标速度、轮径、坡度和加速度,再计算轮速及驱动力,最后核对电机、减速机、车轮和安装接口的真实参数。

AGV 驱动减速机选型,需要先明确整车总质量、目标速度、轮径、坡度和加速度,再计算轮速及驱动力,最后核对电机、减速机、车轮和安装接口的真实参数。

AGV驱动轮减速机选型示意

以下是假设计算例子,不是客户实测,也不是任何型号的额定值。例子假设两只驱动轮平均分担驱动力,实际车辆还需要核对启动加速、附着力、重量分配、制动及工作周期。

一、设定计算条件

参数 假设值
车辆自身加货物总质量 600 kg
驱动轮数量 2 个,假设平均分担
车轮有效直径 160 mm
目标车速 5 km/h
上坡坡度 5%
滚动阻力系数 假设 0.02
用于比较速比的电机转速 3000 r/min

计算用总质量包括车体和货物,不能只用货物重量。滚动阻力应根据轮胎材质、地面、轴承和实际负载确定。5% 坡度表示水平距离 100 时上升 5,不是倾角 5°。

二、计算车轮转速和减速比

车速 5 km/h = 5 ÷ 3.6 ≈ 1.389 m/s;轮径 0.160 m,车轮周长约为 π × 0.160 = 0.503 m。

车轮转速 = 车速 × 60 ÷ 轮周长 ≈ 1.389 × 60 ÷ 0.503 = 166 r/min。

若电机在该工况运行于 3000 r/min,初步减速比约为 3000 ÷ 166 = 18.1。这只是计算起点,不代表有 18.1 的标准速比。

参考速比 电机 3000 r/min 时输出转速 配 160 mm 车轮时理论车速
20:1 150 r/min 约 4.52 km/h
24:1 125 r/min 约 3.77 km/h

相同轮径下,24:1 若要达到 5 km/h,电机约需 3980 r/min。还必须确认电机在该转速下能输出所需扭矩,且电机、减速机均允许该转速和工作时长。

三、计算稳态爬坡阻力

设整车总质量 m = 600 kg,重力加速度 g = 9.81 m/s²,滚动阻力系数 Crr = 0.02,坡角为 θ,则:

坡度阻力 F坡 = m × g × sinθ;滚动阻力 F滚 = Crr × m × g × cosθ。

5% 坡度对应 tanθ = 0.05。代入例子,坡度阻力约 294 N,滚动阻力约 118 N,合计约 412 N。此处不包括加速力、额外机械摩擦及其他损失。

四、计算每个驱动轮的扭矩

有效轮半径为 0.080 m,两只驱动轮平均分担时:

每个轮子的稳态扭矩 ≈ 412 × 0.080 ÷ 2 = 16.5 N·m。

这只是上述假设条件下,每个轮子在匀速上坡时的简化需求,不是减速机最终选型结果或最大额定扭矩。实际还需考虑加速、两轮载荷不均、冲击、轴承与传动损失,并按完整周期核对减速机连续、周期、峰值及急停扭矩。

五、还要核对哪些因素?

  1. 加速时的直线惯性力可按 m × a 初步计算,还应加上车轮和传动件的旋转惯量,核对两只驱动轮的实际分担。
  2. 确认电机在对应转速下的扭矩、电流限制、热负载及电池负载下的电压。
  3. 核对坡面上驱动轮的法向力和附着力;扭矩足够也可能因附着不足而打滑。
  4. 核对下坡控制、再生制动、停车距离和断电保持。除非产品及设备安全设计明确允许,不应单靠减速机承担车辆停坡保持。
  5. 核对轮毂、输出安装和轴承的径向力、轴向力及倾覆力矩;没有支撑结构,不能直接把整车重量当成减速机允许轴承载荷。

可以比较哪些产品?

AGV 集成减速模组包含 AGV115-24 等型号。AGV115-24 的参考速比为 24:1、电机接口为 19-70-90;输入 3000 r/min 时理论输出 125 r/min。是否适合本例,仍应结合轮径、速度、扭矩、轴承载荷、电机图纸及整机工况确认。

如果设备采用履带结构,可阅读KRV 与 NMRV 减速机的比较。履带底盘需要重新确定有效滚动半径、地面、转向和载荷条件,不能直接把上面的轮式例子当作履带设备的额定值。

询价时请提供整车与货物质量、驱动轮数量和轮径、速度、最大坡度、加减速及制动要求、运行周期、电机型号与图纸、供电、安装空间和环境条件。可通过提交选型需求协助核对。

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