一种伺服电机的弹簧减振座设计和研究

姜昊天 王澳 史晨曦

摘  要：本文设计了一种伺服电机的弹簧减振座，该减振座主要由连接板、缓冲垫、减振弹簧组成。在此减振结构中我们利用减振弹簧作为缓冲振动的工具，并使用缓冲垫，减轻了伺服电机与底座之间的接触摩擦，结构简单，稳定性强，可靠性高。利用Solidworks中的Simulation功能对弹簧减振座及伺服电机受到的力进行了分析，并运用控制变量法进行试验，结果表明减振弹簧有效的降低了底座与伺服电机之间的相互作用力，即达到了减振的效果，且当弹簧劲度系数为85N/m时减振率最高。

关键词：伺服电机  减振弹簧  Simulation  减振座

中图分类号：TM383.4                        文献标识码：A                    文章编号：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

伺服電机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。现有技术中，现有的伺服电机的防振底座在使用时由于减振效果不好，影响电机的使用寿命。因此设计一种减振座来提升减振效果是十分必要的。

1  伺服电机减振座的结构设计

完整的伺服电机减振座应该由三部分组成，即电机安装部分，定位部分，减振部分，如图1和图2所示，本文将重点研究减振部分的结构设计。

2  减振部分结构设计

减振部分①的结构设计是：定位部分装有连接板，连接板的一侧与伺服电机直接接触，另以侧装有缓冲垫，缓冲垫上有若干减振弹簧连接减振部分，减振弹簧由盖板固定在底座上。

减振部分②的结构设计在减振部分①的基础上去掉了连接板。

减振部分③则是在底座上安装了一层防滑减振垫。

3  减振部分工作原理

伺服电机通过定位部分安装在弹簧减振座上，当电机工作时因高速运转产生振动，减振部分③的防滑减振垫将会对伺服电机下端面起到防滑减振的作用。在电机振动过程中会给连接板一个推力从而带动缓冲垫进行压缩变形，缓冲垫压缩会带动减振弹簧的变形，从而对连接板起到缓冲作用降低伺服电机振动幅度，从而起到减振作用。当电机发生振动时还会与左右侧的缓冲垫接触，由减振弹簧吸收掉振动。

4  设计试验

试验因素取减振弹簧的劲度系数为60N/m、90N/m、120N/m，设置减振率为响应指标，依照控制变量法进行试验设计。利用Solidworks中的Simulation功能对减振座与伺服电机的相互作用力进行分析，并对伺服电机在减振前与减振后所受力进行比较得出减振率。试验结果如表1所示。

由试验二的结果（见表2）可以看出，当弹簧劲度系数为85N/m左右时减振率达到最高，所以在设计时将优先选择劲度系数为85N/m的减振弹簧。

5  结语

（1）本文设计了一种伺服电机的弹簧减振座，具有稳定性好，减振效果明显且原理简单的特点，可用于伺服电机工作时吸收振动，降低了因振动而对伺服电机的损伤。

（2）运用控制变量法，以弹簧劲度系数为试验因素，设置减振率为响应值，使用Solidworks的Simulation功能进行试验，试验结果表明当弹簧劲度系数为85N/m时，减振率为25%，减振效果最佳。

参考文献

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