垂直螺杆扭矩计算

1、伺服选型原那么1.2.3.4.连续工作扭矩 瞬时最大扭矩 负载惯量连续工作速度伺服电机额定扭矩伺服电机最大扭矩加速时3倍电机转子惯量电机额定转速实心闕柱xMk xD2乙负载旋转时惯量计算h kg 卅川户严呼皿耳世针训宅訓平知i hD (m>Jk= xMk x ( D(i2 Dr )o经过减速机z后的转动惯量惯量计算负载直线运动时惯量计算JL(kg-nf)(口门松剜3牛從计胖动1护I)亡线运动局部Jk = M x (-) 2口l/RU经过减速机Z厉的转动惯量M3口M2三、皮带类传动时惯量计算h ( kg rrf)(门F升耶丄山耳世计硏专訓护I)电机转矩T (N.m) 小轮1质SM1(kg)

2、 小轮1半径r1(m) 小轮2质量M2(kg) 小轮2半径r2(m) 扳物质mM3(kg) 减速 Ltr1/r2=1/RjL=1/2*M1*r12 + (1/2*M2*r2W + M3*r12jL=1/2*M1*r12 + 1/2*M2*r12 + M3*r12举例计算1D伺服屯祝己知：圆盘质戢M=50kg,圆盘庇径D=500mm,圆盘最岛转速60rpm, 请选择伺服电机及减速机。计凉丽諾胡命JL = MD2/ 8 = 50* 2500/8= 15625 kg 2假设减速机减速比1： R那么折算到伺服电机轴上负我惯量为15625/R2o按照负载惯爼< 3倍电机转riSfttJM的原那么如

3、果选择400W电机,JM = 0.277kg 2,那么 15625/R2< 3*0.277, R2> 18803, R> 137 倫出转速=3000/137=22 rpm,不能满足要求。如果选样500W电机，JM-8.17kg 2,那么15625/R2< 3*8.17, R2 > 637, R > 25 输出转逑=2000/25=80 rpm,满址要求。这种传却3式阴丿J很小，忽略扌T!矩计算。这种传动方式与前一种传动方式相同, 选型时主耍考虑负载惯11!:的计算，计 算公式也与前血相同。总结：转动型负载卞耍考虑惯量计算。1:R21:R1D:负«&

4、#174;M=50kg.同步带轮氏 径D=120mm,减速ttR1=10, R2=2, 负我与机台摩擦系数|1=0.6,负我址高 运动速Ji30m/min.负我从静止加速到 最簡j速度时间200ms.忽略各传送帯轮 旺吊驶动这样的负我堆少需要务人功 率电机？1. 计算折算到电机轴上的负载惯最JL=M * D2/4/R12 = 50* 144/4/ 100 = 18 kg 2按照负载惯吊 3倍电机转广喷彊JM的原那么JM 6 kg 22. 计算电机驱动负我所需要的扭矩克眼摩擦力所滞转矩Tf-M*g*p*(D/2)/R2/Rl= 50*9.8*0.6*0.06/2/10=0.882 N.m加速时所

5、需转矩Ta = M*a*(D/2)/R2/R1= 50*(30/60/0.2)*0.06/2/10=0.375 N.m伺服电机额定转矩 Tf,披大扭矩Tf + Ta3. 计算电机所需要转速N= v/(ttD)* R1= 30/(3.14*0.12)* 10=796 rpm举例计算3C知：负我巫灵M=200kg螺杆螺M«PB=20mm螺仟鬥径DB=50mm, 螺H»RMB=40kg.糜擦系数戶0.2.机械效率r0.9负我移动速度 V=30m/min全程移动时间t=1.4s,加减速时间t1=t3=0.2s.静止时间 t4=0.3So ifi选择满足负载需求的最小功率伺服电机.1

6、. 计算折算到电机轴上的负载惯最重物折算到电机轴匕的转动惯吊JW = M ( PB / 2n)2=200 * (2 / 6.28)2=20.29 kg 2螺杆转动惯量JB = MB*DB2/8=40 * 25 / 8=125 kg 2总负我惯帛JL = JW +JB = 145.29 kg 22. 计算电机转速电机所需转速N = V/PB= 30/0.02=1500 rpm3. il算电机骡动负载所需要的扭矩克眼靡擦力所需转矩Tf =M*g*p*PB/2n/n=200 * 9.8 * 0.2 * 0.02 / 2n / 0.9=車物加速时所需转矩TA1 =M -a* PB/2n/n=200 *

7、 (30 / 60 / 0.2) * 0.02 / 2tt / 0.9=1.769 N.m螺杆加速时所需要转矩TA2 = JB*a/q = JB*(N*2n/ 60/t1)/q= 0.0125 *(1500 6.28 / 60 / 0.2)/ 0.9=10.903 N.m加速所需总转矩TA = TA1 + TA2 = 12.672 N.m3. il算电机驱动负我所碍要的扭矩另-种计算所需加速扭矩的方法:TA= 2n* N * (JW + JB)/(60 *t1)/q=6.28 * 1500* 0.014529/12/0.9=12.672 N.m计算瞬时最人扭炉：加速扭矩 Ta = TA + T

8、f= 14.059 N.m匀速扭»-Tb = Tf= 1.387 N.m减速扭矩Tc = TA-Tf= 11.285 N.m实效扭矩Trms = sqrt(Ta2<t1 + Tb2*t2 + Tc2*t3) / (t1 +t2+t3)=sqrt(14.0592*0.2 + 1.3872*1 + 11.2852*0.2)/(0.2+1+0.2)=sqrt(39.531+1.924+25.47)/1.422= 6.914 N.m4. 选择伺服电机伺服电机额定扭矩T>Tf ILT>Trms伺脳电机最大扭矩Tmax >Tf + TA决定伺服电机大小的因素/传动方武&q

9、uot;负载重量/皮帯轮/滚珠丝杆等传动件重暈/减速比/皮带轮直径/滚珠丝杆螺距/加减速特性/运行速度/赚擦系数/机械效率惯量的理解：小惯量速度响应好，但负载突然加大时对速度的冲击比拟大。 大惯量的电机受负载的质量变化影响比拟小，但其响应相对较慢。我们在选择适宜的伺服电机的使用常常会遇到扭力选择和惯量选择，对于扭矩的计算相对简单,只需要知道负载重量和传动方式一般能很快的计算出电机所需要力矩，选型的时候再适当放大，留些余量就可以了 所谓的惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量，转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。刚体是指理想状态下的不会有任何变化的物体选择

10、的时候遇到电机惯量， 也是伺服电机的一项重要指标。它指的是伺服电机转子本身的惯量，对于电机的加减速来说相当重要。如果不能很好的匹配惯量，电机的动作会很不平稳.一般来说，小惯量的电机制动性能好，启动，加速停止的反响很快，高速往复性好，适合于一 些轻负载，高速定位的场合，如一些直线高速定位机构。中、大惯量的电机适用大负载、平 稳要求性比拟高的场合，如一些圆周运动机构和一些机床行业。如果你的负载比拟大或是加速特性比拟大， 而选择了小惯量的电机，可能对电机轴损伤太大， 选择应该根据负载的大小，加速度的大小，等等因素来选择，一般的选型手册上有相关的能 量计算公式，比拟复杂，这里就不详列了。伺服电机驱动器

11、对伺服电机的响应控制，最正确值为负载惯量与电机转子惯量之比为一，最大不可超过五倍。通过机械传动装置的设计，可以使负载惯量与电机转子惯量之比接近一或较 小。当负载惯量确实很大，机械设计不可能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时，那么可使用电机转子惯量较大的电机，即所谓的大惯量电机。 使用大惯量的电机，要到达一定的响应，驱动器的容量应要大一些。垂直螺杆扭矩计算当螺杆回转一周弧度=2n，螺杆上升一个导程假设导程=螺距=5mm 如果不考虑能量损失，那么对螺杆所做的功等于重物增长的势能。对螺杆所做的功=T9 T为转矩，B为弧度角；重物增长的势能=mgh m为重物质量，g为重力加速度，h为上升高度； 那

12、么有T BE =mgh E为传动效率。所以当重物为1000公斤时：扭矩 T=mg 卡(BE )=1000 X 10X 0.005 宁(2 nX 0.95) 8.4Nm 取平安系数为1.2，那么螺杆输入转矩取8.4 X.2=10(牛.米).同理：所以当重物为 1000 公斤时，螺杆输入转矩取 20牛.米； 当重物为 3000 公斤时，螺杆输入转矩取 30 牛.米。电机输出轴到螺杆输入端应该还有减速机构， 该机构还存在效率问题， 所以电机 转矩还要仔细核算。首先要说的是：输入端扭矩与丝杠公称直径无关。滚珠螺母副导程 h=5mm ，公称直径 D=40mm ；那么升角 a =arctgh/( n D)可见丝杠的升角与公称直径成反比。 一般来说，升角越小，越省力，但是省力不省功。 省力不省功。对于同