滚珠丝杆的伺服选型经典版.ppt

可编辑 可编辑 伺服的选型 伺服系统由伺服驱动器和伺服电机组成，其中最关键的又是伺服电机的确定，伺服电机型号的确定可以通过下列方法： 1. 电机最大转速＞系统所需之最高移动转速。 2. 电机的转子惯量与负载惯量相匹配。 3. 连续负载工作扭力≦电机额定扭力 4. 电机最大输出扭力＞系统所需最大扭力（加速时扭力） 总结：扭矩、速度达到系统要求，转子惯量与负载惯量相匹配。 选型计算 1. 扭矩计算 连续负载工作扭矩(TL)； 加速时扭矩(TS)； 2. 速度计算 负载端转速； 电机端转速； 3. 惯量匹配计算（JL/JM） 扭矩和速度计算 电机扭矩计算包括负载扭矩TL和启动扭矩TS，T=(TL+TS) *S，S: 安全系数。 TL:克服外力所需要的力矩，跟机械结构有关，如果是水平运动时主要是克服摩擦力，垂直运动时还要克服重力等的影响。 TS: 启动需要的扭矩，也就是产生加速度所需要的扭矩，根据公式Ts=Jβ J = 电机转子惯量和负载惯量折算到电机轴的惯量的和 β =电机轴角加速度。 计算TS的关键为惯量的计算。 惯量的计算 转动惯量的定义：各质点的质量与该质点到转轴距离平方乘积之和，为描述转动惯性大小的物理量。定义公式： J=∑mipi2，单位：kgm2 圆柱体惯量计算： 实心圆柱体： JK= (?/32)ρLD4=0.5MR2 空心圆柱体： JK= (?/32)ρL(D04-D14)=0.5M(R02-R12) 各种传动机构下负载的惯量计算 下面是几种常见传动方式下负载的惯量计算。 一. 直接驱动 JT：负载折算到电机转子的总惯量 JL：负载惯量；JM：电机转子惯量 JT = JL+JM 二. 皮带输送传动 JT：负载折算到电机转子的总惯量 JL：负载惯量； JM ：电机转子惯量 M：负载和皮带的质量和；R：皮带轮半径；JP：皮带轮惯量 JL= M*R2 ； JT= JL+ JP + JM 三. 丝杆传动 P: 螺距，M: 负载的质量，JB是丝杆惯量 JL = M（P/ 2? )2 ； JT = JL + JM + JB 四.齿轮传动 JL ：负载的惯量，n：齿轮传动比， JM ：电机转子惯量 JT = JL /n2 + JM 下面结合例子讲解如何计算扭据。 例子1 滚珠丝杆传动 物体运动速度要求V=5.0m/min; 滑动部分质量：M=50Kg 丝杆长度 LB=1.4m; 丝杆直径DB=0.012m; 丝杆导程PB=0.01m; 联轴器质量Mc=0.2Kg 联轴器外径DC=0.04m; 磨擦系数：u =0.3 加速时间t0 =0.1s; 机械效率n=0.9则计算过程如下： (1) 电机转速：N=V/PB=5.0/0.01=500(rpm) (2) 克服磨擦力需要的扭矩： f PB ＝ TL 2?η, f －摩擦力 f＝ μMg TL=MgμPB/(2?η)=50x9.8x0.3x0.01/(2?x0.9)=0.26N.m (3)根据前面的计算公式得出负载惯量为 水平直线运动负载 JLM=M（PB/ 2? )2 =50x(0.01/2? )2 =1.26x10-4(Kg.m2 ) 滚珠丝杆 JB=0.224x10-4 (Kg.m2 )按圆柱体的方式计算 联轴器 JC=0.4x10-4(Kg.m2 ) 负荷惯量 JL=JLM+JB+JC=1.88 x10-4(Kg.m2 ) (4)根据惯量计算启动所需要的扭矩： Ts=(JL+JM) β β =2?*N/60t0 =523.6 rad/s2 Ts=0.0984+523.6JM(N.m) (5)最终计算的电机扭矩 负载扭矩：TL=0.26(N.m) 产生加速度所需扭力： Ts=0.0984+523 .6JM (N.m) THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 必须扭矩 T=（TL+TS)x S, S为安全系数，一般为2～