伺服电机的选型和计算

1、电机的选择：负载扭矩是由于驱动系统的摩擦力和切削力所(1)电机扭矩的计算引起的可用下式表达：2 M FL式中M-电动机轴转距；F-使机械部件沿直线方向移动所需的力；L电动机转一圈(2n rad )时，机械移动的距离2n M是电动机以扭矩M转一圈时电动机所作的功，而 FL是以F力机械移动L 距离时所需的机械功。实际机床上，由于存在传动效率和摩擦系数因素，滚珠丝杠克服外部载荷P做等速运动所需力矩，应按下式计算：K F ao hsp P hspzMi K 22 M biz2M-等速运动时的驱动力矩K巳业-双螺母滚珠丝杠的预紧力矩2Fa。- 预紧力(2,通常预紧力取最大轴向工作载荷Fmax的"

2、;3，即1 一Fao=3 Fmax当F max难于计算时，可米用Fao=Ca(N)；Ca 滚珠丝杠副的额定载荷，产品样本中可查：h/-"丝杠导程(mm);K 滚珠丝杠预紧力矩系数，取;P 加在丝杠轴向的外部载荷(N), P F W ;F 作用于丝杠轴向的切削力(N);W-法向载荷(N), W W1 P1 ；W1-移动部件重力(N),包括最大承载重力；p1 有夹板夹持时（如主轴箱）的夹板夹持力； 导轨摩擦系数，粘贴聚四氟乙烯板的滑动导轨副0.09，有润滑条件时， 0.03 0.05，直线滚动导轨 0.003 0.004 ；滚珠丝杠的效率，取；1 7 7Mb 支撑轴承的摩擦力矩，即叫启动

3、力矩，可以从滚珠丝杠专用轴承样本中得到，见表2-6 （这里注意，双支撑轴承有 M B之和的问题）Z1 齿轮1的齿数Z2 齿轮2的齿数最后按满足下式的条件选择伺服电机M1 MsMs伺服电机的额定转距（2）惯量匹配计算为使伺服进给系统的进给执行部件具有快速相应能力，必须选用加速能力大的电动机，亦即能够快速响应的电机（如采用大惯 量伺服电机），但又不能盲目追求大惯量，否则由于不能从分发挥其加速能 力，会不经济的。因此必须使电机惯量与进给负载惯量有个合理的匹配。通常在电机惯量J M与负载惯量JL （折算至电动机轴）或总惯量 Jr之间,推荐下列匹配关系：1厶14 J M或0.5Jm0.8Jr或0.2Jl

4、0.5Jr1. 回转的惯量:回转体：J亍。41（kg. m2）回转体材料的密度D回转体直径L-回转体长度 g重力加速度有台阶的回转体，按每段计算后相加4DiL2)4J（Di I i32g D Li2. 直线运动物体的惯量直线运动物体的重力电机转一圈时物体移动的距离，如电机与丝杠直联,丝杠导程hsp推倒过程：根据能量守恒定律2mr)v丝杠转一圈时:2i() hsp-(mw mr)22t2于是得:Jw t (mwmr)驴2齿轮传动惯量转换:1 22 JiniJi1 22 J2n22i J2负载折算到电机轴上的转动惯量:J ext2iG(JcJ spJg)JC丝杠上联轴器的转动惯量J sp丝杠转动惯量工作台和工件折算到丝杠上的转动惯量Jg齿轮减速机构的转动惯量iG齿轮减速器传动比电机轴上的驱动系统总惯量:J gen(3)定位加速时的最大转距计算Jl定位加速时最大转距M:Jl) Mlnm快速移动时的电机转速加速减速时间，按ta 3/Ks，取150200msKs-系统的开环增益，通常 8$125$1，加工中心一般取 Ks 20s 1左 右；