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怎样计算滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率?

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一、怎样计算滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率?

在机械设备里面,滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率的计算十分重要,这篇文章将介绍这方面的经验知识。

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。

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n1=0.94,得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,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

END

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。

二、步进电机驱动软件

步进电机驱动软件对于控制步进电机的运动至关重要。它是一种应用程序,通过发送特定的指令,控制步进电机的旋转角度和速度。

步进电机是一种精密控制旋转角度的电机,通常用于需要准确位置控制的设备,如打印机、数控机床和机器人。

步进电机驱动软件的功能

步进电机驱动软件的功能包括但不限于以下几点:

  • 发送控制指令给步进电机
  • 调节步进电机的速度和加速度
  • 监控步进电机的运动状态
  • 实现精确的位置控制

步进电机驱动软件的重要性

在许多应用中,精确的位置控制是至关重要的。步进电机驱动软件可以帮助用户实现这一目标,确保设备运行稳定、可靠。

通过使用优质的步进电机驱动软件,用户可以提高设备的精度和效率,减少可能出现的错误和故障。

如何选择步进电机驱动软件

在选择步进电机驱动软件时,用户应该考虑以下几个因素:

  • 兼容性:软件是否与现有控制系统兼容
  • 功能:软件是否具有实现所需功能的能力
  • 易用性:软件操作是否简单直观
  • 支持:软件厂商是否提供及时的技术支持

综合考虑这些因素,用户可以选择适合自己需求的步进电机驱动软件,实现设备的最佳性能。

步进电机驱动软件的发展趋势

随着科技的不断发展,步进电机驱动软件也在不断改进和完善。未来,步进电机驱动软件可能会有以下几个趋势:

  • 智能化:软件可能会具有更智能的算法和控制功能,进一步提高设备的性能
  • 云服务:软件可能会支持云服务,实现设备的远程监控和控制
  • 开放性:软件可能会更加开放,支持用户自定义功能和模块

这些趋势将为用户提供更多选择,并促进步进电机驱动软件领域的创新和发展。

结论

步进电机驱动软件在控制步进电机中扮演着至关重要的角色。选择合适的步进电机驱动软件对于设备的性能和稳定性至关重要。

随着技术的不断进步,步进电机驱动软件将会不断完善和提升,为用户提供更优质的控制体验。

三、如何选择电机、丝杠等?

如何选择电机、丝杠等?

很高兴来给你回答这个问题:

1.以负载确定直径。电机性能参数中有输出扭矩,如果还带减速器也要算进去(考虑效率), 计算一下实际工况中需要多大推力,滚珠丝杠样本(可以跟厂家要)有负载参数(即推力参数,一般标示为动负荷和静负荷,看前者即可),选择滚珠丝杠的公称直径。

2.以直线速度和旋转速度确定滚珠丝杠导程。电机确定了就知道输出转速,考虑一下你需 要的最大直线速度,把电机转速(如果带减速器再除以减速比)乘以丝杠导程的值就是直线速度,该值大于需要值即可。

3.以实际需要确定确定滚珠丝杠长度(总长=工作行程+螺母长度+安全余量+安装长度+连接长度+余量。如果增加了防护,比如护套,需要把护套的伸缩比值(一般是1:8,即护套的最大伸长量除以8)考虑进去。

4.以实际需要确定滚珠丝杠精度。一般机械选C7以下即可,数控机床类选C5的比较多(对应国内标准一般是P5~P4和P4~P3级,具体参看样本)。

5.以安装条件和尺寸结构等确定滚珠丝杠螺母形式(螺母有很多结构,不同的螺母结构尺寸略有不同,视情况选择,建议不要选太特殊的,万一出点毛病维修换件无门)。

6.询问所选产品厂家的价格、付款条件和交货时间。这一点设计人员不要以为就是采购的事,事实上很多厂家(进口国产一个样)的产品样本上有的型号它根本就不生产或者不接小额订单,印上去大概是为了显示我是大厂,无所不能造。别等你选完了出完图了其他件按这个型号开始做配件了去购买的时候人家告诉你这个型号交货期需要3、4个月就完蛋了。

7.选择确定安装方式(端部)。这个安装件可以自己设计,也可以买现成的,有标准安装座可选。自己设计注意受力状态,轴承最好选择7000或3000系列的,因为丝杠工作时主要受轴向力,径向受力要尽力避免。

8.考虑导向件和安装能力。推荐和滚珠丝杠配套的导向件选择滚珠直线导轨,当然直线轴和直线轴承的搭配是相对经济的选择。

9.根据以上已确定条件绘出滚珠丝杠图纸(主要是端部安装尺寸,这个要详细,要提供形位尺寸和公差)。

DN值:

D:滚珠丝杠副的公称直径,也为滚珠中心处的直径(mm);

N:滚珠丝杠副的极限转速(rpm)

DN值得限制不是直径越小则转速越高,因为首先确定的进给速度,当通过进给速度计算的丝杠转速太高可通过增加导程以降低转速,来满足DN值要求,

滚珠丝杠规格型号选型

1、确定定位精度

2、通过马达及对速度的要求来确定丝杠导程

3、查看螺母尺寸确定行程及相关丝杠轴端数据

4、通过负载及速度分布(加减速)来确定平均轴向力和转速

5、通过平均轴向力确定预压力

6、预期寿命,轴向负荷,转速确定动额定负荷

7、基本动额定负荷,导程,临界转速,DmN值限制确定丝杠外径及螺母形式

8、外径,螺母,预压,负荷确定刚性(机台设计)

9、环境温度,螺母总长确定热变及累积导程

10、丝杠刚性,热变位确定预拉力

11、机床最高速度,温升时间,丝杠规格确定马达驱动扭矩及规格

以上的回答希望能帮助到你

四、伺服电机 丝杠 到头卡住?

伺服电机卡死跟过载有关系,负载太重伺服电机就可能卡死,另外如果伺服电机轴承损坏也会卡死。

五、伺服电机与丝杠连接?

伺服电机和丝杠是机械传动中常见的配对方式,通常使用联轴器连接。以下是连接步骤:

1. 选择合适的联轴器。联轴器的选择要根据伺服电机的轴径和丝杠的轴径来选择,以确保连接的可靠性。

2. 安装联轴器。将联轴器的两端分别安装在伺服电机轴和丝杠轴上,并根据联轴器的具体类型和配置按照说明书安装。

3. 检查连接。确认联轴器的安装方向和间隙是否正确,然后手动转动电机和丝杠来检查连接是否牢固并保证动力传递效率。

4. 调试和测试。在安装完伺服电机和丝杠后,需要对其进行调试和测试以确保其正常工作。具体流程可以根据实际情况和生产需求进行调整和定制。

请注意,在连接伺服电机和丝杠时,还需要注意电机的旋转方向和丝杠的移动方向是否一致,如有不一致,需要进行调整或更换连接件。此外,还要保证丝杠的安装位置和水平方向,以确保机械系统的精度和稳定性。

六、直流无刷电机驱动芯片

直流无刷电机驱动芯片:高效驱动现代电动设备的关键

直流无刷电机是现代电动设备中广泛使用的关键组件之一。而要实现对无刷电机的高效驱动则需要先选用合适的直流无刷电机驱动芯片。本文将介绍直流无刷电机驱动芯片的作用、特点以及应用场景,并重点介绍了几种市场上常见的直流无刷电机驱动芯片。

直流无刷电机驱动芯片的作用和特点

直流无刷电机驱动芯片是用于控制直流无刷电机的关键元件。它通过将电能转换为机械能,从而实现电动设备的正常运转。直流无刷电机驱动芯片具有以下几个重要特点:

  • 高效性:直流无刷电机驱动芯片通过先进的电路设计和控制算法,能够有效提高电机的效率,减少能量损耗。
  • 可调性:直流无刷电机驱动芯片具备多项可调参数,能够适应不同的工作条件和应用需求。
  • 稳定性:直流无刷电机驱动芯片采用精密的电流和速度控制技术,能够保持电机运行的稳定性和精确性。
  • 可靠性:直流无刷电机驱动芯片具备较高的耐压和抗干扰能力,能够在恶劣环境下稳定运行。

直流无刷电机驱动芯片的应用场景

直流无刷电机驱动芯片广泛应用于各种电动设备和机械设备中,包括:

  • 电动车辆:直流无刷电机驱动芯片是电动车辆动力传动系统的核心组成部分。
  • 工业自动化:直流无刷电机驱动芯片在工业自动化领域中,可实现高精度的位置和速度控制。
  • 家电产品:直流无刷电机驱动芯片在家电产品中的应用包括风扇、洗衣机、空调等。
  • 医疗设备:直流无刷电机驱动芯片在医疗设备中扮演着关键的角色,如医疗注射泵、手术器械等。
  • 机器人:直流无刷电机驱动芯片能够为机器人提供高效、稳定的动力输出。

市场上常见的直流无刷电机驱动芯片

市场上存在多种直流无刷电机驱动芯片供选择。以下是几种常见的直流无刷电机驱动芯片:

1. 模拟驱动芯片

模拟驱动芯片是一种传统的无刷电机驱动芯片,通过模拟电路控制电机的转速和方向。它具有简单、成本低廉的特点,但在控制精度和效率方面相对较低。

2. 数字驱动芯片

数字驱动芯片采用数字信号处理器和高频PWM技术,实现对电机的精确控制。它具有高效、高精度的特点,适用于对电机控制要求较高的应用。

3. 嵌入式驱动芯片

嵌入式驱动芯片是一种集成度较高的直流无刷电机驱动芯片,可以直接与主控芯片进行通信。它具有体积小、功耗低、工作稳定的特点,适用于对驱动芯片集成度要求较高的应用领域。

结语

随着电动设备的普及与市场的快速发展,直流无刷电机驱动芯片的需求也越来越高。选用合适的直流无刷电机驱动芯片不仅能够提高电动设备的效率和性能,还能够为用户提供更好的使用体验。

本文介绍了直流无刷电机驱动芯片的作用、特点及应用场景,并重点介绍了几种市场上常见的直流无刷电机驱动芯片。希望能够对读者在选择和应用直流无刷电机驱动芯片时有所帮助。

七、丝杠螺母如何连接电机?

电动机与丝杠直接连接时,则使用联轴器。(1)联轴器的作用联轴器是将两轴轴向连接起来并传递转矩及运动的部件,具有一定的补偿两轴偏移的能力,为了减小机械传动系统的振动、降低冲击尖峰载荷,联轴器还应具有一定的缓冲减振性能。联轴器有时也兼有过载安全保护作用。(2)联轴器的类型联轴器种类很多。根据其内部是否包含有弹性元件,可划分为刚性联轴器与弹性联轴器两大类。

八、伺服电机直接连接丝杠?

直连也是通过联轴器的啊,选个联轴器 一段配合电机 一段配合丝杆滚珠丝杠与伺服电机连接方式有联轴器连接,皮带连接,齿轮连接。

大部分是使用联轴器连接,联轴器,目前联轴器种类比较多,可以根据需要使用。

还有一些特殊情况需要使用皮带或齿轮连接,例如空间不够、有特殊应用,传动效率不如联轴器,需要谨慎使用

九、学电机是学电机驱动好还是电机设计好?

作为一个做电机本体的研究生来答一波

如果再给我一次选择的机会,我一定会选择控制方面的东西

从理论方面来说,电磁场难,还比较烦。对于这些电场和磁场强耦合的东西,理论学习就比较困难。而且,现在电机效率基本都能做到90到95,更大点的电机97,98都有。从理论上来说,电机效率的提高更困难。毕竟不可能做到100。

而控制就多了,随着电力电子器件的发展,你换一种控制方式,控制方法,就是一篇论文。而且,到工作岗位上,也是控制地需求大一些。

你可以上知网看看,现在电机方面的论文大部分都是和控制有关的。关于电机的温度场,电磁场分析的占比已经很小了。

中国电机工程学报,一期里面,电机本体相关的连五分之一都占不到。

所以,如果不是真心喜欢电磁场这方面的东西,建议还是做控制吧。以后新能源汽车之类的,还是比较光明的。

十、步进电机与丝杠的连接?

和上面说的 一样,你的丝杠是直接和步进电机连接的吗,还要看你要求的控制行程和精度了,