【机械设计】伺服电机驱动滚珠丝杠选型实例,清晰明了,可学习参考

百科   2024-12-01 20:00   湖北  

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--正文-- 

已知条件:

总负载质量:M=工作台+负载重量= 20 kg

线速度:V=0.3 m/s

滚珠丝杠导程:Pd=10 mm   

导轨摩擦系数:μ=0.1   

总效率:η=0.8

安全系数:K=1.5

重力加速度:g≈10 m/s²

计算伺服电机所需额定扭矩,匹配转速,惯量,最大扭矩。

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扭矩计算

扭矩公式:

T=F*Pb/2π 

负载力:

F=μmg=0.1*20*10=20 N

负载扭矩:

T=F*Pb/2π=20*0.01m/2/3.14=0.032 Nm

额定扭矩计算:

T=T*K/η=0.032*1.5/0.8=0.06 Nm 


转速计算

转速公式:

n=V*60*1000/Pb

转速计算:

n=0.3*60*1000/10=1800 r/min


最大扭矩及惯量匹配

惯量计算公式(滚珠丝杠):

J=m(Pb/2π)² 
负载惯量:
J=20*0.00000254=0.0000507 kg/m²

加速扭矩计算公式:

T=J*β 

角加速度计算公式:

β=ω/t 

角速度计算公式:

ω=2πN/60

角速度:

ω=6.28*1800/60=188.4 rad/s

角加速度:

β=188.4/0.2=942 rad/s²

加速扭矩:
T=0.0000507*942=0.048 Nm
最大扭矩计算:
Tmax=(加速扭矩+额定扭矩)*安全系数K/η总效率
=(0.048+0.032)*1.5/0.8=0.15 Nm
惯量匹配

实际惯量/3=0.0000507/3=0.0000169 kg/m²


总结电机实际选择:
额定扭矩:0.06 Nm
最大扭矩:0.15 Nm
惯量匹配:0.0000169 kg/m²
转速匹配:1800 r/min

机械设计的内容讲解到此结束,留言功能已开通,欢迎各位进行补充


-End-


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