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深圳市东么川伺服控制技术有限公司
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步进电机力矩选择与力矩计算公式
发布时间:2020-09-14 09:03:43
步进电机力矩选择:
1)转动惯量计算
在旋转运动中,物体的转动惯量J对应于直线运动中的物体质量。要计算系统在加速过程中产生的动态载荷,就必须计算物体的转动惯量J和角加速度e,然后得惯性力矩T=Je。
物体的转动惯量为:
,式中:dV为体积元,r为物体密度,r为体积元与转轴的距离。单位:kgm2。
如图17所示,一个质点的质量为m,距旋转轴的距离为r,其转动惯量为:
J = m r2
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图17 质点的转动惯量
常用材质密度
a)滚珠丝杠
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b)齿条和小齿轮·传送带·链条传动
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c)旋转体·转盘驱动
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2)加速度计算
控制系统要定位准确,物体运动必须有加减速过程,如下图所示。

已知加速时间t、最大速度Vmax,很容易算出电机的角加速度:

3)电机力矩计算:
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其中:TL为系统外力折算到电机上的力矩;
h为传动系统的效率。
常用机构的机械效率η
根据计算出的力矩T再加上一定的安全系数,即可选电机型号。
1)转动惯量计算
在旋转运动中,物体的转动惯量J对应于直线运动中的物体质量。要计算系统在加速过程中产生的动态载荷,就必须计算物体的转动惯量J和角加速度e,然后得惯性力矩T=Je。
物体的转动惯量为:
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如图17所示,一个质点的质量为m,距旋转轴的距离为r,其转动惯量为:
J = m r2
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图17 质点的转动惯量
常用材质密度
材质 | 密度: kg/m3 |
铜 | 8.96×103 |
黄铜 | 8.54×103 |
不锈钢 | 7.91×103 |
铁 | 7.85×103 |
铝 | 2.7×103 |
聚缩醛 | 1.43×103 |
a)滚珠丝杠
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b)齿条和小齿轮·传送带·链条传动
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c)旋转体·转盘驱动
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2)加速度计算
控制系统要定位准确,物体运动必须有加减速过程,如下图所示。

已知加速时间t、最大速度Vmax,很容易算出电机的角加速度:

3)电机力矩计算:

其中:TL为系统外力折算到电机上的力矩;
h为传动系统的效率。
常用机构的机械效率η
机构 | 机械效率 |
滑动丝杠 | 0.5~0.8 |
滚珠丝杠 | 0.9 |
齿条和齿轮 | 0.8 |
齿轮减速器 | 0.8~0.95 |
蜗轮减速器(起动) | 0.5~0.7 |
蜗轮减速器(运行中) | 0.6~0.8 |
皮带传动 | 0.95 |
链条传动 | 0.9 |
根据计算出的力矩T再加上一定的安全系数,即可选电机型号。
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