伺服电机选型计算.pdf

《伺服电机选型计算.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、伺服电机选型计算§力矩與轉動方程式1.力矩：1)力矩的意義：使物體轉動狀態產生變化的因素，即當物體受到不為零的外力矩作用，原為靜止的將開始轉動，原來已在轉動的，轉速將產生改變。2)力矩的定義：考慮開門的情況，如右圖，欲讓門產生轉動，必須施一外力F。施力點離轉軸愈遠愈容易使門轉動。而外力平形於門面的分力對門的轉動並無效果，只有垂直於門面的分力能讓門轉動。綜合以上因素，定義力矩，以符號τ表示。rFsinFr(sin)力量力臂3)力矩的單位：S.I.制中的單位為牛頓‧公尺（N‧m）4)力矩的方向與符號：繞固定軸轉動的物體，力矩可使物體產生逆時鐘方向，或

2、順時鐘方向的轉動。因此力矩為一維向量。力矩符號規則一般選取如下：2.轉動方程式：考慮一繞固定軸轉動的剛體（如右圖）。距離轉軸為r處的一質量為m的質點，受到一力量F的作用，根據切線方向的牛頓第二運動定律將剛體看成是由許多質點所構成，則每一質點都滿足類似的方程式左邊的合力矩只需考慮外力所產生的力矩，由內力所產生的力矩將會兩兩互相抵消，如右上圖所示。括號中的量稱為剛體的轉動慣量，以符號I表示則上面導出的轉動方程式可寫成I此方程式為繞固定軸轉動的剛體所必須遵守的基本力學方程式，類似於移動力學中的牛頓第二運動定律。合外力對應到合外力矩，質量對應到轉動慣量，加速度

3、對應到角加速度。F；a；MI轉動慣量在轉動力學中的角色就像質量在移動力學中所扮演的角色，即轉動慣量越大的剛體角速度越不容易產生變化。剛體的轉動慣量與其轉軸的位置與質量的分布有關。剛體的質量如呈連續的分布，則轉動慣量必須以積分計算。§扭矩计算圆盘扭矩计算电机转矩：T（N.m）滑轮半径：r（m）提升力：F（N）=减速机减速比：R经过减速机后的提升力：=∙带丝杆扭矩计算电机转矩：T（N.m）螺杆导程：PB（m）推力：F（N）=∙减速机减速比：R经过减速机后的推力：=∙∙§惯量计算负载旋转时惯量计算JL（㎏•

4、㎡）（以电机轴心为基准计算转动惯量）经过减速机之后的转动惯量=负载直线运动时惯量计算JL（㎏•㎡）（以电机轴心为基准计算转动惯量）零件质量:（M）直线运动部分=∙()经过减速机之后的转动惯量=皮带类传动时惯量计算JL（㎏•㎡）（以电机轴心为基准计算转动惯量）电机转矩：T（N.m）小轮1质量：M1(kg)小轮1半径：r1(m)小轮2质量：M2(kg)小轮2半径：r2(m)重物质量：M3(kg)减速比：=(∙∙)=∙∙++∙=∙∙+∙∙+∙

5、伺服选型原则•连续工作扭矩<伺服电机额定扭矩•瞬时最大扭矩<伺服电机最大扭矩(加速时)•负载惯量<3倍电机转子惯量•连续工作速度<电机额定转速举例计算1已知：圆盘质量M=50kg，圆盘直径D=500mm，圆盘最高转速60rpm，请选择伺服电机及减速机答：计算圆盘转动惯量×===.假设减速机减速比1：R，则折算到伺服电机轴上负载惯量为==按照负载惯量<3倍电机转子惯量JM的原则如果选择400W电机，2JM=0.277kg.cm，则<3x0.277，2R>18

6、803，R>137输出转速==22rpm，不能满足要求。如果选择500W电机，2JM=8.17kg.cm，则<3*8.17，2R>637，R>25输出转速=2000/25=80rpm，满足要求。这种传动方式阻力很小，忽略扭矩计算。举例计算2这种传动方式与前一种传动方式相同，选型时主要考虑负载惯量的计算，计算公式也与前面相同。总结：转动型负载主要考虑惯量计算。已知：负载重量M=50kg，同步带轮直径D=120mm，减速比R1=10，R2=2，负载与机台摩擦系数µ=0.6，负载最高运动速度30m/min，负载从静止加速到最高速度时间2

7、00ms，忽略各传送带轮重量，驱动这样的负载最少需要多大功率电机？答:1.计算折算到电机轴上的负载惯量∙=()÷∙=()÷=.按照负载惯量<3倍电机转子惯量JM的原则JM>.2.计算电机驱动负载所需要的扭矩克服摩擦力所需转矩=(∙∙∙)÷÷=(∙.∙.∙.)÷÷=..加速时所需转矩=(∙∙)÷÷=(×÷.÷.)×.÷÷=..伺服电机额定转矩>Tf，最大扭矩>Tf+Ta3.计算电机所需

8、要转速=÷()×=÷(