在電動伺服系統(tǒng)中減速器是一個重要部件,其性能對系統(tǒng)有著顯著影響,其中首要的是總傳動比的選擇。

傳動比選擇的一般原則

（1）使減速器的轉(zhuǎn)動慣量（換算到電動機軸上）最小。（2）使傳動間隙最小,或者減速器造成的傳動誤差最小。（3）使電動機驅(qū)動負(fù)載產(chǎn)生最大的加速度。對于操縱導(dǎo)彈舵面的舵機而言,快速性是最重要的指標(biāo),所以一般應(yīng)按加速度最大原則來選擇傳動比。

按負(fù)載加速度最大原則選擇傳動比

純慣性負(fù)載設(shè)負(fù)載為純慣性的,轉(zhuǎn)動慣量為JL,并有一定的摩擦力矩Mf。設(shè)電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量為Jm,減速器傳動比為i,則換算到負(fù)載軸上的力矩平衡方程為iMm-Mf=（i2Jm+JL）.ωL（1）式中Mm———電動機輸出的力矩;ωL———負(fù)載角加速度。由（1）式得.ωL=iMm-Mfi2Jm+JL（2）對（2）式求導(dǎo)數(shù) .ωL/ i,并令其為零,解得i=MfMm+（MfMm）2+JLJm（3）即為滿足加速度最大條件的最佳傳動比。假若負(fù)載摩擦力矩Mf=0,則有i=JLJm（4）即為常用的選擇最佳傳動比的公式,其實際意義是當(dāng)按此式選擇傳動比之后,則電機轉(zhuǎn)子慣量折算到負(fù)載軸上的值等于負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量。

即有i2Jm=JL（5）滿足此條件的傳動比即可使負(fù)載有最大的加速度。其次由（3）式可看到,摩擦力矩或恒定的負(fù)載力矩將使傳動比增大。其意義也是明顯的,因為Mm一定,負(fù)載力矩增大時,只有提高傳動比,才能提高推動負(fù)載的力矩。所以在設(shè)計中應(yīng)根據(jù)實際負(fù)載情況,適當(dāng)提高傳動比。下面進一步分析負(fù)載對最佳傳動比的影響。

初速度不為零時最佳傳動比的選擇導(dǎo)彈在機動飛行時,舵機要接受2種控制信號,第一種是導(dǎo)引頭來的指令信號,它是頻率較低而幅度大的信號;第二種是自動駕駛儀來的控制彈體姿態(tài)的信號,它是高頻小幅度信號,要求舵機能快速響應(yīng)。后一信號是疊加在前一信號上的,這時負(fù)載速度不為零,而且存在鉸鏈力矩。因此我們需要分析在此條件下,如何選擇傳動比。

首先,在ωL≠0時,電機的輸出力矩按其線性的機械特性（圖2）應(yīng)表示為設(shè)負(fù)載為綜合的,即存在慣性、粘性及恒定負(fù)括干摩擦及鉸鏈力矩）。力平衡方程為
i（Mo-BmiωL）=（i2Jm+JL）ωL+BLωL+于是.ωL=iMo-ML-（i2Bm+BL）ωLi2Jm+JL求導(dǎo)數(shù) .ωL/ i,并令其為零,解得最優(yōu)傳動比i=MLMo+BmMo（BLBm-JLJm）ωL+[MLMo+BmMo（BLBm-JLJm）ωL]2+JLJm式中ML———恒定負(fù)載力矩;BL———負(fù)載粘性摩擦系數(shù);ωL———負(fù)載角加速度。

當(dāng)ML=0,ωL=0時,則得到與（4）式相同的所以（10）式是普遍適用的。令i2o=JLJm,m=MLioM0,ω=ioωLωo,b=BLi2oBm則（9）式簡化為I=iio=m+（b-1）ω+[m+（b-1）ω若m=0,b=0,I=ω2+1-ωω=0,I=m2+1+mb=1,I=m2+1+m即在b=1時速度對傳動比選擇無影響,一般1的情況下,I是隨m及ω的增大而增大的在考慮負(fù)載綜合作用及初速不為零的條件下傳動比是要比io大一些。實際設(shè)計時,可按矩及角加速度的變化范圍選取某一中間值。