滾珠絲杠及驅(qū)動電機力矩計算公式
發(fā)布者:暢馨精工 發(fā)布時間:2020-4-14 8:54:27
滾珠絲杠在計算時,需要考慮系統(tǒng)需要的精度,速度,載荷等基本條件。
定位精度的要求,決定了導(dǎo)程精度的選擇。比如行程700mm,±0.05/700mm的定位精度要求。那么假定螺紋有效長度800mm(需要考慮螺母長度和行程余量,所以大于700mm),則選擇C5精度,因為C5精度在800mm內(nèi)的誤差控制在±35um以內(nèi),小于±50um,在要求以內(nèi),剩下的±15um誤差,分配給系統(tǒng)剛度和控制誤差。
運行速度V(mm/min)和滾珠絲杠的導(dǎo)程L(mm)及馬達轉(zhuǎn)速n(r/min)有關(guān),L=V/n。高速要求時,可以適當加大導(dǎo)程,但是導(dǎo)程的加大會要求更大的馬達驅(qū)動力矩(Ta=Fa*L/2πη),所以需要綜合考慮。
選擇滾珠絲杠時,根據(jù)載荷確定需要的扭矩及電機,是最花時間的一塊。
滾珠絲杠計算扭矩時,分為等速扭矩T1,和加速扭矩T2。
其中等速扭矩:T1=(Ta+Tpmax+Tu)/i。i=絲杠側(cè)齒數(shù)N2/馬達側(cè)齒數(shù)N1,表示減速比。
Ta=Fa*L/2πη: 表示勻速時的驅(qū)動力矩。
Tpmax=0.05(tanβ)^-0.5*Fa0*L/2π(基準力矩)+Δ:表示預(yù)緊滾珠絲杠的最大動摩擦力矩,β表示螺紋升角,F(xiàn)a0表示預(yù)緊力。Δ表示力矩變動率的上許可范圍,可以在計算了基準力矩的基礎(chǔ)之上,查表求得。當然,Tpmax也可以在具體的絲杠型號參數(shù)表中查得。
Tu:支撐軸承的摩擦力矩,可以在軸承參數(shù)表中查得。
而加速扭矩:T2=T1+Jα。
J=JM+JG1+(JG2+JS+m*(L/2π)^2)/i^2:表示對電機的轉(zhuǎn)動慣量。
JM: 電機的轉(zhuǎn)動慣量。
JG1: 馬達側(cè)齒輪的轉(zhuǎn)動慣量。
JG2: 絲杠側(cè)齒輪的轉(zhuǎn)動慣量。
JS: 絲杠軸的轉(zhuǎn)動慣量。
m: 移動物體總質(zhì)量。
α:馬達的角加速度。
定位精度的要求,決定了導(dǎo)程精度的選擇。比如行程700mm,±0.05/700mm的定位精度要求。那么假定螺紋有效長度800mm(需要考慮螺母長度和行程余量,所以大于700mm),則選擇C5精度,因為C5精度在800mm內(nèi)的誤差控制在±35um以內(nèi),小于±50um,在要求以內(nèi),剩下的±15um誤差,分配給系統(tǒng)剛度和控制誤差。
運行速度V(mm/min)和滾珠絲杠的導(dǎo)程L(mm)及馬達轉(zhuǎn)速n(r/min)有關(guān),L=V/n。高速要求時,可以適當加大導(dǎo)程,但是導(dǎo)程的加大會要求更大的馬達驅(qū)動力矩(Ta=Fa*L/2πη),所以需要綜合考慮。
選擇滾珠絲杠時,根據(jù)載荷確定需要的扭矩及電機,是最花時間的一塊。
滾珠絲杠計算扭矩時,分為等速扭矩T1,和加速扭矩T2。
其中等速扭矩:T1=(Ta+Tpmax+Tu)/i。i=絲杠側(cè)齒數(shù)N2/馬達側(cè)齒數(shù)N1,表示減速比。
Ta=Fa*L/2πη: 表示勻速時的驅(qū)動力矩。
Tpmax=0.05(tanβ)^-0.5*Fa0*L/2π(基準力矩)+Δ:表示預(yù)緊滾珠絲杠的最大動摩擦力矩,β表示螺紋升角,F(xiàn)a0表示預(yù)緊力。Δ表示力矩變動率的上許可范圍,可以在計算了基準力矩的基礎(chǔ)之上,查表求得。當然,Tpmax也可以在具體的絲杠型號參數(shù)表中查得。
Tu:支撐軸承的摩擦力矩,可以在軸承參數(shù)表中查得。
而加速扭矩:T2=T1+Jα。
J=JM+JG1+(JG2+JS+m*(L/2π)^2)/i^2:表示對電機的轉(zhuǎn)動慣量。
JM: 電機的轉(zhuǎn)動慣量。
JG1: 馬達側(cè)齒輪的轉(zhuǎn)動慣量。
JG2: 絲杠側(cè)齒輪的轉(zhuǎn)動慣量。
JS: 絲杠軸的轉(zhuǎn)動慣量。
m: 移動物體總質(zhì)量。
α:馬達的角加速度。
而梯形絲杠一般只需要一個公式就夠了,T1=FP/2πη,因為梯形絲杠適用于低速的應(yīng)用,不存在高速往返,高加減速等問題,當然也需要結(jié)合實際要求做計算,并給定一定的余量。
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