扭矩计算Y轴.doc

工作台和工件的规格 W ：运动部件的质量 300 kg μ ：摩擦系数 0.1 η ：滚珠丝杠的效率 0.9 fg ：导轨预紧力 0.05C 1490N 滚珠丝杠的规格 D：轴径 32 mm L：轴长 400 mm P：节距 5mm 1.电机轴上的负载力矩 TL + Tf F : 工作台匀速移动所需的力 μ（W g +fg）+Fq 0.1× 300×9.8+1490 +2981 3424N P ：节距 0.005m Tf :滚珠丝杠螺母的摩擦力矩 0.89Nm 负载力矩TL 3424×0.005 / 2×π×0.9 +0.89 3.92 Nm 选型原则：负载力矩TL 电机扭矩Tm 满足要求 2.计算负载惯量 圆柱体绕其中心轴回转的惯量按下式计算： J mr2 （kg.m2） J : 惯量（kg.m2） m ：丝杠的质量（kg） r ：丝杠半径（0.016m） 铁比重为7.8×103kg/m3 滚珠丝杠惯量： Js 0.5×7.8×103 πr2 L 0.0162 8.03×10-4kg.m2 直线运动件折算到转动件的惯量 J W× P/2π 2 kg.m2 W: 沿直线运动物体的重量 kg P：节距 0.01m 工作台折算到电机轴的惯量 Jw 300 0.01/2π 2 7.6×10-4kg.m2 总负载惯量 JL Js+ Jw 15.63×10-4 kg.m2 选型原则：JL ＜3Jm 满足要求 （若负载惯量JL＞电机惯量Jm的3倍时，控制特性会降低） 拟选电机规格 n 快速移动时的电机速度2000r/min ta 加速时间0.1 s Jm 电机的惯量14.59×10-4 kg.m2 Tm 电机额定扭矩 9.55Nm Tmax :电机最大扭矩 28.65Nm 3.加减速阶段的校核 通过 估算角加速度 TL 负载扭矩 JL 负载惯量 10-0.83 / 14.59+15.63 ×104 3034 rad/s2 可以得到0~2000r/min用时约70ms 实际加速时间设为100ms标定所需加速扭矩 计算Ta 7.91Nm 选型原则： + 8.74Nm 电机最大扭矩28.65Nm 满足要求 加速时间对应的最大扭矩（后三栏可选） ms 10 20 30 50 100 200 Nm 80.2 40.6 27.4 16.7 8.9 5.0 4. 计算力矩的均方根值 （频繁快速定位的机床必须检查加/减速电流是否会引起电机过热） To ：停止时的力矩 设 Ta 7.91Nm TL To 0.83 Nm t1 0.1 s t2 1s t3 3s 计算Trms 0.93Nm 选型原则： Trms＜电机额定力矩0.9 Tm 满足要求 （如果Trms小于或等于电机静止时额定力矩的90%，选择的电机不会过热 则可以使用） 机械手扭矩计算 2 F×P 2πη 1 2