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):
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
实际惯量/3=0.0000507/3=0.0000169 kg/m²