1)、例如:滚珠丝杆导程为10mm ,外径为32mm ,通过螺母转动提升重物300kg ,每秒提升70mm 。 m*g*v=n*w 由于实际操作过程中不要求精确计算,所以可依功率恒定来算 题中已知信息可得:每秒提升70mm 意味着,每秒丝杆转7*2π弧度即W=14π rad/s
结果:n=mgv/w=300*10*70*0.001/14π=4.8nm
则电机需要选择9.6NM 以上的,估计步进电机都行省钱!
(功率=转矩*角速度)
2) 、 怎样计算滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率
(1) 速运行,非精确计算可以套用以下公式:Ta=(Fa*I)/(2*3.14*n1) 式中
Ta :驱动扭矩kgf.mm ;
Fa :轴向负载N (Fa=F+μmg, F :丝杠的轴向切削力N ,μ:导向件的综合摩擦系数,m :移动物体重量(工作台+工件)kg ,g:9.8 );
I :丝杠导程mm ;
n1:进给丝杠的正效率。
1. 2
(2) 假设工况:水平使用,伺服电机直接驱动,2005滚珠丝杠传动,
25滚珠直线导轨承重和导向,理想安装,垂直均匀负载1000kg ,
求电机功率:
Fa=F+μmg,设切削力不考虑,设综合摩擦系数μ=0.1,得
Fa=0.1*1000*9.8=980N;
Ta=(Fa*I)/(2*3.14*n1),设
Ta=980*5/5.9032≈830N.mm=0.83N.M
根据这个得数,可以选择电机功率。以台湾产某品牌伺服为例,
查样本得知,额定扭矩大于0.83N.M 的伺服电机是400W (。200W
是0.64N.M ,小了。400W 额定1.27N.M ,是所需理论扭矩的1.5
倍,满足要求)
当然咯,端部安装部分和滚珠丝杠螺母预压以及润滑不良会对系
统产生静态扭矩,也称初始扭矩,实际选择是需要考虑的。另外,n1=0.94,得
导向件的摩擦系数不能单计理论值,比如采用滚珠导轨,多套装配后的总摩擦系数一定大于样本参数。而且,该结果仅考虑驱动这个静止的负载,如果是机床工作台等设备,还要考虑各向切削力的影响。
若考虑加速情况,较为详细的计算可以参考以下公式(个人整理修正的,希望业内朋友指点):
水平使用滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率计算:
实际驱动扭矩:T=(T1+T2)*e
T :实际驱动扭矩;
T1:等速时的扭矩;
T2:加速时的扭矩;
e :裕量系数。
等速时的驱动扭矩:T1=(Fa*I)/(2*3.14*n1)
T1:等速驱动扭矩kgf.mm ;
Fa :轴向负载N 【Fa=F+μmg, F :丝杠的轴向切削力N ,μ:导向件综合摩擦系数,m :移动物体重量(工作台+工件)kg ,g:9.8 】;
I :丝杠导程mm ;
n1:进给丝杠的正效率。
加速时的驱动扭矩:T2=T1+J*W
T2:加速时的驱动扭矩kgf.m;
T1:等速时的驱动扭矩kgf.m;
J:对电机施加的惯性转矩kg.m²【J=Jm+Jg1+(N1/N2)²*〔Jg2+Js+m(1/2*3.14)²〕】
W:电机的角加速度rad/s²;
Jm:电机的惯性转矩kg.m²;
Jg1:齿轮1的惯性转矩kg.m²;
Jg2:齿轮2的惯性转矩kg.m²;
Js:丝杠的惯性转矩kg.m²
(电机直接驱动可忽略Jg1 、Jg2)
若采用普通感应电机,功率根据以下公式计算:
P=TN/9549
P :功率;T :扭矩;N :转速
(3) 注意事项 伺服电机与步进电机有很大差别,步进电机启动力矩要求的比较大,否则会出现丢步的现象
3)、怎样将作用在丝杆上的扭矩换算成推拉力 F=2*π*M/L【没考虑摩擦】
F :推力
M :扭矩
L :丝杆导程
计算时注意转化成标准单位即可
1)、例如:滚珠丝杆导程为10mm ,外径为32mm ,通过螺母转动提升重物300kg ,每秒提升70mm 。 m*g*v=n*w 由于实际操作过程中不要求精确计算,所以可依功率恒定来算 题中已知信息可得:每秒提升70mm 意味着,每秒丝杆转7*2π弧度即W=14π rad/s
结果:n=mgv/w=300*10*70*0.001/14π=4.8nm
则电机需要选择9.6NM 以上的,估计步进电机都行省钱!
(功率=转矩*角速度)
2) 、 怎样计算滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率
(1) 速运行,非精确计算可以套用以下公式:Ta=(Fa*I)/(2*3.14*n1) 式中
Ta :驱动扭矩kgf.mm ;
Fa :轴向负载N (Fa=F+μmg, F :丝杠的轴向切削力N ,μ:导向件的综合摩擦系数,m :移动物体重量(工作台+工件)kg ,g:9.8 );
I :丝杠导程mm ;
n1:进给丝杠的正效率。
1. 2
(2) 假设工况:水平使用,伺服电机直接驱动,2005滚珠丝杠传动,
25滚珠直线导轨承重和导向,理想安装,垂直均匀负载1000kg ,
求电机功率:
Fa=F+μmg,设切削力不考虑,设综合摩擦系数μ=0.1,得
Fa=0.1*1000*9.8=980N;
Ta=(Fa*I)/(2*3.14*n1),设
Ta=980*5/5.9032≈830N.mm=0.83N.M
根据这个得数,可以选择电机功率。以台湾产某品牌伺服为例,
查样本得知,额定扭矩大于0.83N.M 的伺服电机是400W (。200W
是0.64N.M ,小了。400W 额定1.27N.M ,是所需理论扭矩的1.5
倍,满足要求)
当然咯,端部安装部分和滚珠丝杠螺母预压以及润滑不良会对系
统产生静态扭矩,也称初始扭矩,实际选择是需要考虑的。另外,n1=0.94,得
导向件的摩擦系数不能单计理论值,比如采用滚珠导轨,多套装配后的总摩擦系数一定大于样本参数。而且,该结果仅考虑驱动这个静止的负载,如果是机床工作台等设备,还要考虑各向切削力的影响。
若考虑加速情况,较为详细的计算可以参考以下公式(个人整理修正的,希望业内朋友指点):
水平使用滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率计算:
实际驱动扭矩:T=(T1+T2)*e
T :实际驱动扭矩;
T1:等速时的扭矩;
T2:加速时的扭矩;
e :裕量系数。
等速时的驱动扭矩:T1=(Fa*I)/(2*3.14*n1)
T1:等速驱动扭矩kgf.mm ;
Fa :轴向负载N 【Fa=F+μmg, F :丝杠的轴向切削力N ,μ:导向件综合摩擦系数,m :移动物体重量(工作台+工件)kg ,g:9.8 】;
I :丝杠导程mm ;
n1:进给丝杠的正效率。
加速时的驱动扭矩:T2=T1+J*W
T2:加速时的驱动扭矩kgf.m;
T1:等速时的驱动扭矩kgf.m;
J:对电机施加的惯性转矩kg.m²【J=Jm+Jg1+(N1/N2)²*〔Jg2+Js+m(1/2*3.14)²〕】
W:电机的角加速度rad/s²;
Jm:电机的惯性转矩kg.m²;
Jg1:齿轮1的惯性转矩kg.m²;
Jg2:齿轮2的惯性转矩kg.m²;
Js:丝杠的惯性转矩kg.m²
(电机直接驱动可忽略Jg1 、Jg2)
若采用普通感应电机,功率根据以下公式计算:
P=TN/9549
P :功率;T :扭矩;N :转速
(3) 注意事项 伺服电机与步进电机有很大差别,步进电机启动力矩要求的比较大,否则会出现丢步的现象
3)、怎样将作用在丝杆上的扭矩换算成推拉力 F=2*π*M/L【没考虑摩擦】
F :推力
M :扭矩
L :丝杆导程
计算时注意转化成标准单位即可