伺服马达滚珠螺杆.doc

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1、伺服马达是自动化机械中，精密定位常用之旋转作动组件，如数值控制(CNC)之工具、机器人(Robot)及印刷机等产业机械，对于如何选用适当伺服马达规格在机构中，以滚珠螺杆(Ballscrew)之滑台为例，计算如下： 一、首先决定机械之规格： 1.负载 W=200(kg) 2.滚珠螺杆规格：(1)螺距(Pitch)PB=20(mm) (2)直径DB=50(mm) (3)重量WB=40(kg) (4)摩擦系数μ=0.2 3.机械效益η=0.9 二、决定动作参数1.负载时移动速度V=500(mm/sec) 2.滑台全行程L=1000(mm) 

2、3.全行程移动总时间t=1.4(sec) 4.加减速时间t1=t3=0.2(sec) 5.静止稳定时间t4=0.3(sec) 6.定位精度±0.05(mm) 三、选用马达之转子惯量(JM) 1.滚珠螺杆惯量 JB=(WB．D^2)/(8．g) 　=(40．52)/(8．980) 　=0.128(kg．cm．S^2) 2.负载惯量 JL=(W/g)．(PB/20．π)^2+JB　=(200/9.8)．(20/20．π)^2+0.128　=0.149 3.马达轴心转换惯量 J=JL=0.149(kg．cm．S^2) 4.选用马达之转子惯量

3、 JMJL/20149/207.45(g．cm．S^2) 四、选用马达回转速(N) N=(V．60)/PB=(500．60)/20=1500(rpm) 五、选用马达之额定扭矩(TM) 1.负载扭矩 TL=(μ．W．PB)/(2．π．η)/10 　=(0.2．200．20)/(2．π．0.9)/10 　=14.15(kg．cm) 2.加减速扭矩 TA=(2．π．N/60．t1)．(JM+(JL/η)) 　=140.5(kg．cm) 3.瞬间最大扭矩(Ta) Ta=TA+TL=154.5(kg．cm) Tb=TL=14.15(kg．cm)

4、 Tc=TL-TA=-126.35(kg．cm) 4.实效扭矩 Trms=√((Ta^2．t1)+(Tb^2．t2)+(Tc^2．t3))／(t1+t2+t3+t4) 　　=69.3(kg．cm) 5.选用马达之额定扭矩 TM1.3．实效扭矩(Trms)　1.3．69.3 　90(kg．cm) 注：通常选用马达之瞬间最大扭矩为TM之三倍但必须大于Ta 六、选用马达解角器(PE) 假设PE=2000(p/rev) 则机械位置分辨率(Resolution) =(PB．(1/R))/(PE．4)=0.0025(mm) 机械定位精度±0.05

5、(mm)