伺服电机选型计算 自动计算版
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伺服电机配丝杆_选型计算(自动计算版)1.确定运动参数:首先确定伺服电机的运动参数,包括运动的线速度、所需的动力和扭矩等。
这些参数将用于后续的计算。
2.计算负载参数:根据实际应用中的负载情况,计算负载的重量、摩擦系数和惯性矩等参数。
这些参数将用于后续的计算。
3.选择丝杆规格:根据伺服电机的运动参数和负载参数,选择合适的丝杆规格。
丝杆规格主要包括丝杆的直径、螺距和精度等参数。
选型时要考虑伺服电机的运动速度和负载扭矩对丝杆的影响,以确保丝杆能够满足运动要求并具有足够的强度和刚度。
4.计算传动参数:根据选择的丝杆规格,计算伺服电机系统的传动参数,包括传动比、传动效率和回程间隙等。
这些参数将用于后续的计算。
5.校核选型结果:对选择的丝杆规格和传动参数进行校核,确保其能够满足伺服电机系统的性能要求。
校核主要包括对丝杆的强度和刚度进行计算,以确保其在工作过程中不会发生断裂或过度变形,并能提供足够的精度和重复性。
6.优化选型结果:根据实际需求进行优化,比如考虑使用精密级别更高的丝杆、增加滚珠丝杆支撑方式或增加减速器等。
优化选型可以提高运动的精度和重复性,并减小伺服电机系统的噪声和振动。
在进行伺服电机配丝杆选型计算时,可以借助计算软件进行自动计算。
这种软件通常具有丰富的丝杆选型数据库,能够根据输入的运动参数和负载参数自动选择合适的丝杆规格,并计算相应的传动参数。
同时,软件还可以进行校核和优化,提供准确的选型结果。
需要注意的是,伺服电机配丝杆的选型计算是一个复杂的过程,需要考虑众多参数和因素。
因此,在进行选型计算时,建议用户充分了解伺服电机和丝杆的相关知识,同时参考相关的选型手册、技术资料和专业人员的建议,以确保选型结果的准确性和可靠性。
总之,伺服电机配丝杆的选型计算是一个重要的工作,对于伺服系统的性能和稳定运行具有重要影响。
通过借助计算软件和参考相关手册等工具,可以帮助用户快速准确地选择合适的丝杆参数,优化伺服系统的性能和使用效果。
伺服电机的选型计算及应用案例介绍伺服电机是一种能够精确控制转速和位置的电动机,广泛应用于工业自动化领域。
选型计算是确定伺服电机规格和性能的过程,通常涉及到转矩、转速、功率、惯量等参数的综合考虑。
1.确定负载要求:首先需要明确伺服电机所驱动的负载的要求,包括所需转矩、转速和精度等。
2.计算转矩需求:根据负载要求,可以通过转矩计算公式来估算所需的转矩。
常用的转矩计算公式为:转矩=负载惯量x加速度角加速度+负载转矩其中,负载惯量是指负载的惯性矩,加速度角加速度是指负载加速度的转矩。
3.计算转速需求:根据负载要求,可以通过转速计算公式来估算所需的转速。
常用的转速计算公式为:转速=转矩/转矩常数其中,转矩常数是伺服电机的特性参数,代表单位转矩所需要的电压或电流。
4.确定功率需求:根据转矩和转速需求,可以计算出所需的功率。
功率可以通过转速和转矩的乘积来计算。
功率=转矩x转速5.确定惯量需求:根据负载的惯性矩和转矩需求,可以计算出所需的惯性矩。
惯性矩可以通过负载的质量和尺寸来计算。
以上是伺服电机选型计算的基本步骤,具体的选型还需要考虑其他因素,如环境温度、耐用性、可靠性等。
下面以一个应用案例来介绍伺服电机的选型计算。
假设有一个机械臂需要驱动,臂长为1米,质量为10千克。
机械臂需要能够承受10牛米的转矩,并以每分钟100转的速度旋转。
根据这些要求,可以使用以下公式计算伺服电机的规格和性能。
负载惯量=质量x(臂长^2)转矩需求=负载惯量x加速度角加速度+负载转矩加速度角加速度=转速/时间转速=100转/分钟负载转矩=10牛米根据以上参数,可以计算出负载惯量、加速度角加速度、转矩需求等。
假设加速时间为1秒,则有:加速度角加速度=(100转/分钟)/(60秒/分钟)/(1秒)=1.67转/秒^2负载惯量=10千克x(1米^2)=10千克·米^2转矩需求=10千克·米^2x(1.67转/秒^2)+10牛米=26.7牛米根据转矩需求和伺服电机的特性参数,可以选择合适的伺服电机。
机械结构参数:皮带与工作物总质量m L =22.45615kg *滑动面摩擦系数μ=0.3*滚筒直径D=0.12m *滚筒质量m 2=0.1kg*传送带和滚筒的机械效率η=0.9*减速机机械效率ηG =0.7减速比i=5*每次定位时间t=2s *每次运动距离L= 1.5m *加减速时间比A=10%*外力F A =0N*移动方向与水平轴夹角a =0°1)速度曲线加速时间t 0=t*A=0.2s2)电机转速减速机输出轴角加速度β=69.4444rad/s 2减速机输出轴转速N=132.6288rpm电机输出轴角加速度βM =i*β皮带轮间歇运动选型计算表=347.2222rad/s 2电机输出轴转速N M =N*i=663.144rpm3)计算负载转矩减速机轴向负载F==66.02108N减速机轴负载转矩T L= 4.401405Nm电机轴负载转矩T LM == 1.257544Nm4)计算电机轴加速转矩(克服惯量)皮带和工作物的惯量J M1=0.080842kgm 2滚筒的惯量J M2==0.00018kgm 2J M1+2J M2=0.081202kgm 2折算到减速机轴的负载惯量J L =2F D η22()2()2L L D D ππ2218m D Gi ηJ全负载惯量J==0.003648kgm 2电机轴加速转矩T S= 1.809566Nm5)必须转矩必须转矩T M =(T LM +T S )*S= 6.134221Nm6)负荷与电机惯量比惯量比N1==8.120214M J βg=9.8m/s 22.45615克pi=3.1416计算表格电机惯量J M=0.0004kgm2安全系数S=2。
伺服电机选型计算公式伺服电机选型计算公式是指通过一系列的计算公式来确定伺服电机的合适参数,以满足特定需求。
伺服电机选型的主要目标是确定伺服电机的额定转矩、额定电流、额定功率等参数,以及选择合适的伺服驱动器。
下面将介绍一些常用的伺服电机选型计算公式。
1.负载的转矩计算公式:负载的转矩是伺服电机选型的基础,通过计算负载的转矩,可以确定伺服电机的额定转矩。
负载的转矩可以通过以下公式计算:负载转矩=(负载力*负载半径)/(传动效率*减速比)2.伺服电机的额定转矩计算公式:伺服电机的额定转矩是指在额定转速下,电机能够提供的最大转矩。
额定转矩可以通过以下公式计算:额定转矩=(负载转矩+加速扭矩)/传动效率3.伺服电机的额定电流计算公式:伺服电机的额定电流是指在额定转矩下,电机所需的额定电流。
额定电流可以通过以下公式计算:额定电流=额定转矩*电流系数/额定转速4.伺服电机的额定功率计算公式:伺服电机的额定功率是指在额定转矩和额定转速下,电机所提供的对外功率。
额定功率可以通过以下公式计算:额定功率=额定转矩*额定转速/9.555.伺服驱动器的额定功率计算公式:伺服驱动器的额定功率是指驱动器所能提供的最大功率。
额定功率可以通过以下公式计算:额定功率=伺服电机的额定功率/驱动器的效率除了上述几个常用的伺服电机选型计算公式外,还需要考虑一些其他因素,例如:负载的加速时间、负载的惯性矩、伺服系统的控制精度等,这些因素都会对伺服电机的选型产生影响,需要综合考虑。
同时,还需要根据具体的应用环境和需求,选择合适的伺服电机和驱动器型号,以确保系统的性能和可靠性。
需要注意的是,伺服电机选型计算公式只是一个参考,实际选型过程中还需要考虑一系列的工程参数和实际情况,同时也需要借助一些专业的伺服电机选型软件,以更准确地确定伺服电机的参数。
伺服电机选型计算引言伺服电机是一种能够精确控制转速、位置和加速度的电机,广泛应用于工业自动化领域。
为了正确选型伺服电机,需要综合考虑多个因素,如负载特性、所需转动速度、加速度和减速度等。
本文将介绍伺服电机的选型计算方法。
1. 伺服电机基本参数在选型计算之前,首先需要了解伺服电机的基本参数,这些参数对于计算非常重要。
常见的基本参数包括:•额定转矩:伺服电机能够连续输出的最大转矩。
•额定转速:伺服电机在额定负载下能够达到的最高转速。
•道数:伺服电机的反馈器件信号周期数量,通常是脉冲或电压。
•分辨率:伺服电机的转子位置检测精度,通常以脉冲数表示。
2. 负载特性分析选型伺服电机的第一步是分析负载特性。
负载特性包括负载转矩和转动惯量。
可以通过以下公式计算负载转矩:负载转矩 = 工作负载 × 工作半径其中,工作负载是指应用中所需的转矩,工作半径是转轴到工作力点的距离。
转动惯量是指负载物体抵抗转动的惯性,可以通过以下公式计算:转动惯量 = 负载质量 × 负载半径²负载质量是指负载物体的质量,负载半径是转轴到负载质心的距离。
3. 加速度计算在伺服电机选型中,需要考虑加速度和减速度,以确保电机能够在规定的时间内达到所需速度。
加速度的计算公式如下:加速度 = (目标速度 - 初始速度) / 时间其中,目标速度是所需达到的最终速度,初始速度是实际启动时的初始速度。
4. 选型计算有了上述参数和计算公式,可以开始具体的选型计算。
选型计算主要包括以下步骤:1.确定工作负载和工作半径。
2.计算负载转矩和转动惯量。
3.确定加速度和减速度的要求。
4.根据负载转矩和转动惯量,选择能够满足要求的伺服电机。
5.检查是否满足速度要求,如果不满足,可以考虑调整加速度和减速度参数。
在具体计算中,还需要考虑一些额外因素,如安全系数、附加负载等。
结论伺服电机选型计算是一项重要且复杂的任务,需要综合考虑多个因素。
通过合理的选型计算,可以确保伺服电机能够满足工作需求,并提供稳定和可靠的运行。
负载质量M(kg5·滚珠丝杠节距P(mm10·滚珠丝杠直径D(mm20·滚珠丝杠质量MB(kg3·滚珠丝杠摩擦系数μ0.1·因无减速器,所以G=1、η=11②动作模式的决定速度(mm/s单一变化·负载移动速度V(mm/s300·行程L(mm360·行程时间tS(s 1.4·加减速时间tA(s0.2·定位精度AP(mm0.01③换算到电机轴负载惯量的计算滚珠丝杠的惯量JB= 1.50E-04kg.m2 负载的惯量JW= 1.63E-04kg.m2换算到电机轴负载惯量JL=JW J=G2x(J W+J2+J1 1.63E-04kg.m2L④负载转矩的计算对摩擦力的转矩Tw7.80E-03N.m换算到电机轴负载转矩TL=Tw7.80E-03N.m⑤旋转数的计算转数N N=60V/P.G1800r/min⑥电机的初步选定[选自OMNUC U系列的初步选定举例] 选定电机的转子·惯量为负载的JM≥J L/30 5.42E-06kg.m2 1/30*以上的电机选定电机的额定转矩×0.8TMx0.8>T L0.5096>比换算到电机轴负载转矩大的电机N.m* 此值因各系列而异,请加以注意。
⑦加减速转矩的计算加减速转矩TA0.165N.m⑧瞬时最大转矩、有效转矩的计算必要的瞬时最大转矩为T1T1=TA+TL0.1726N.mT2=TL0.0078N.mT3=TL-TA-0.1570N.m有效转矩Trms为0.095N.m⑨讨论负载惯量JL 1.63E-04kg.m2≦[电机的转子惯量JM有效转矩Trms0.095N.m﹤[电机的额定转矩瞬时最大转矩T10.1726N.m﹤[电机的瞬时最大转矩必要的最大转数N1800r/min≦[电机的额定转数编码器分辨率R=P.G/AP.S1000(脉冲/转U系列的编码器规格为204速度(mm/s3000.210.20.2时间(s初步选择定R88M-U20030(Jm= 1.23E-05 根据R88M-U20030的额定转矩Tm=(N.m≦[电机的转子惯量JM1.23E-05×[适用的惯量比=30]﹤[电机的额定转矩0.5096N.M7.8E-030.637﹤[电机的瞬时最大转矩 1.528 N.M ≦[电机的额定转数 3000 r/min U系列的编码器规格为2048(脉冲/转),经编码器分频比设定至1000(脉冲/转)的情况下使用。
J 0 =铁Jx =铝Jy =黄铜m =尼龙d0 =外径(m)d1 =外径(m)pi l =长度(m)注:国际单位外径d 0(mm)50*0.05m 内径d 1(mm)0*0m 长度L(mm)密度ρ(kg/m 3)7800*重心线与旋转轴线距离e (mm)0*0m计算结果:0.15315251物体质量m(kg)0.15315物体惯量(kg.cm 2)0.478593754.786E-05kg.m 2外径d 0(mm):200*0.2m 内径d 1(mm):100*0.1m 长度L(mm):400*0.4m密度ρ(kg/m 3):7900重心线与旋转轴线距离e (mm)100*0.1m计算结果:74.455683物体质量m(kg)00物体惯量(kg.cm 2)0kg.m 2不同形状物体惯量计算x 0轴(通过重心的轴)的惯性惯量 [kg·m 2]x轴的惯性惯量 [kg·m2]y轴的惯性惯量 [kg·m2]圆柱体惯量计算-圆柱体长度方向中心线和旋转中心线平行圆柱体惯量计算-圆柱体长度方向中心线和和旋转中心线垂直方形物体惯量计算质量(kg)长度x(mm):850*0.85m 宽度y(mm):950*0.95m 高度z(mm):85*0.085m密度ρ(kg/m 3):7900重心线与旋转轴线距离e (m)600*0.6m计算结果:542.23625物体质量m(kg)35物体惯量(kg.cm 2)173395.83317.339583kg.m 2直径d(mm)80*0.08m 厚度h(mm)30*0.03m密度ρ(kg/m 3)7900重心线与旋转轴线距离e (mm)0*0m计算结果:质量0.56物体质量m(kg)35物体惯量(kg.cm 2)2800.028kg.m 2物体质量m(kg)1000*物体惯量(kg.cm 2)9.118921930.0009119kg.m2惯量J 0(kg.cm 2)1354*0.1354kg.m2质量m(kg)重心线与旋转轴线距离e (mm)600*6m直线运动物体惯量计算直接惯量计算电机每转1圈物体直线运动量A (m)饼状物体惯量计算0.006*2()2A J m π=2222,53mr mr (注明:实心球惯量=薄壁球惯量=)计算结果:质量m1(kg)35惯量J1(kg.cm2)12735412.7354kg.m27.9x103kg/m3 2.8x103kg/m3 8.5x103kg/m3 1.1x103kg/m33.14159*为必填项。
①驱动机构的规格及运行条件代号参数单位V b 0.2m/s伺服电机的选型运行条件工作台的最高速度分辨率ΔL 0.02mm220Vm 100kgF A 29.4Nμ0.04η0.9μ00.3D b 25mmL b 1000mmP b 10mmρ7.90E+03kg/m3加速时间t10.1s匀速时间t2 1.9s减速时间t30.1s停止时间t40.4s定位时间t5 2.1s运行周期t f 2.5s②必要分辨率必要分辨率θθ的计算电机的电源工作台及工作物的总质量外力滑动面的摩察系数滚珠螺杆的效率滚珠螺杆的轴径滚珠螺杆的全长滚珠螺杆的导程滚珠螺杆的材质(密度)注:t5=t1+t2+t3tf=t5+t4运行周期预压螺母的内部摩察系数计算 数值 θ单位结果0.72度 / °根据必要分辨率选出能满足条件的伺服电机系列例如品牌系列/型号分辨率θM东方NX系列0.36°松下所有型号满足MISUMI能满足此计算的分辨率。
③运行模式的制定电动机转速的计算时间代号数值单位加速时间t10.1s匀速时间t2 1.9s减速时间t30.1s停止时间t40.4s定位时间t5 2.1s运行周期t f 2.5s 负载扭矩T T L[N.m]的计算④负载扭矩运行方向的负载计算 数值 F单位结果68.6N 这里假设滚珠螺杆的预压负载为运行方向负载的 1/3计算 数值 T L单位结果22.9N·m电机轴换算的负载扭矩计算 数值 T L单位结果0.13N·m⑤负载转动惯量[kg.m2]的计算的计算负载转动惯量J J L[kg.m2]滚珠螺杆的转动惯量计算 数值 J L单位结果 3.03E-04Kg.m2工作台与工作物的转动惯量计算 数值 Jm单位结果 2.54E-04Kg.m2负载转动惯量J L计算 数值 Jm单位结果 5.56E-04Kg.m2计算结果数值 Ta/Tb 单位东方0.72N·m松下N·m MISUMI N·m ⑧必要转矩必要转矩T[N·m]T[N·m]T[N·m]的计算的计算计算型号瞬时最大转矩TMAX 要求(左>右可用)计算数值 T 单位东方NX620AC- 1.91可用0.85N·m松下MSMJ 1.91大于N·mMISUMI SGMJV-02 2.23大于N·m⑨转矩模式的制定使用运行周期,加减速转矩,负载转矩,加速时间制定转矩模式⑩有效负载转矩有效负载转矩Trms[N·m]Trms[N·m]Trms[N·m]的计算的计算计算结果数值 Trms 单位东方0.24N·m松下N·m MISUMI N·m N·m N·m该有效负载转矩与AC伺服电动机的额定转矩T M 之比,求出有效安全系数Qi计算结果东方松下MISUMI计算结果汇总结果汇总电机转速N M 负载转动惯量J 电机转动惯量必要转矩T 负载转矩T'L 结果1200 5.56E-04 1.11E-050.850.199单位r/min Kg·m2Kg·m2N·m N·m 注:Qi需大于1.5或2以上才可运行数值 Qi2.69。
伺服电机选型计算ZX伺服电机的选型计算是根据实际应用需求和系统参数来确定合适的电机型号和规格。
选型计算的关键是确定所需的功率、转矩和速度参数。
以下是一个自动计算版的伺服电机选型计算过程,具体步骤如下:1.确定应用需求:首先,确定伺服电机将用于何种应用,并了解所需的功率、转矩和速度要求。
例如,如果需要控制一个机械臂的运动,需要知道机械臂的负载重量,并确定所需的加速度和最大运动速度。
2.计算负载转矩:根据所需应用的负载和运动特性,计算出负载转矩。
负载转矩可以通过公式计算,也可以通过测量得到。
如果有多个转矩要求,需要计算并考虑各转矩的加权平均值。
3.确定额定转矩:根据负载转矩和运动特性,确定伺服电机的额定转矩。
额定转矩是指伺服电机所能提供的持续工作转矩。
4.确定最大转矩:根据负载转矩和运动特性,确定伺服电机的最大转矩。
最大转矩是指伺服电机所能提供的短时间的过载转矩。
5.确定额定功率:根据负载转矩和运动特性,确定伺服电机的额定功率。
额定功率是指伺服电机在工作过程中需要的功率。
6.确定最大功率:根据负载转矩和运动特性,确定伺服电机的最大功率。
最大功率是指伺服电机所能提供的短时间的过载功率。
7.确定运动速度:根据应用需求和转矩特性,确定伺服电机的运动速度。
运动速度是指伺服电机在工作过程中的转速要求。
8.选择合适的伺服电机型号和规格:根据以上计算结果,选择合适的伺服电机型号和规格。
在选择过程中需要考虑到额定转矩、最大转矩、额定功率、最大功率和运动速度的要求。
根据选型表中的参数进行对比,并选择符合要求的电机型号和规格。
以上是一个自动计算版的伺服电机选型计算过程,可以根据实际应用需求和系统参数进行调整。
选型计算的目的是选择符合要求的伺服电机,确保系统运行的稳定和可靠。
负载质量M(kg)5·滚珠丝杠节距P(mm)10·滚珠丝杠直径D(mm)20·滚珠丝杠质量MB(kg)3·滚珠丝杠摩擦系数μ0.1·因无减速器,所以G=1、η=11②动作模式的决定速度(mm/s)单一变化·负载移动速度V(mm/s)300·行程L(mm)360·行程时间tS(s) 1.4·加减速时间tA(s)0.2·定位精度AP(mm)0.01③换算到电机轴负载惯量的计算滚珠丝杠的惯量JB= 1.50E-04kg.m2负载的惯量JW= 1.63E-04kg.m2换算到电机轴负载惯量JL=JW J=G2x(J W+J2)+J1 1.63E-04kg.m2L④负载转矩的计算对摩擦力的转矩Tw7.80E-03N.m换算到电机轴负载转矩TL=Tw7.80E-03N.m⑤旋转数的计算转数N N=60V/P.G1800r/min⑥电机的初步选定[选自OMNUC U系列的初步选定举例]选定电机的转子·惯量为负载的JM≥J L/30 5.42E-06kg.m2 1/30*以上的电机选定电机的额定转矩×0.8TMx0.8>T L0.5096>比换算到电机轴负载转矩大的电机N.m* 此值因各系列而异,请加以注意。
⑦加减速转矩的计算加减速转矩TA0.165N.m⑧瞬时最大转矩、有效转矩的计算必要的瞬时最大转矩为T1T1=TA+TL0.1726N.mT2=TL0.0078N.mT3=TL-TA-0.1570N.m有效转矩Trms为0.095N.m⑨讨论负载惯量JL 1.63E-04kg.m2≦[电机的转子惯量JM有效转矩Trms0.095N.m﹤[电机的额定转矩瞬时最大转矩T10.1726N.m﹤[电机的瞬时最大转矩必要的最大转数N1800r/min≦[电机的额定转数编码器分辨率R=P.G/AP.S1000(脉冲/转)U系列的编码器规格为204速度(mm/s)3000.210.20.2时间(s)初步选择定R88M-U20030(Jm= 1.23E-05根据R88M-U20030的额定转矩Tm=(N.m)≦[电机的转子惯量JM1.23E-05×[适用的惯量比=30]﹤[电机的额定转矩0.5096N.M7.8E-030.637﹤[电机的瞬时最大转矩 1.528N.M≦[电机的额定转数3000r/minU系列的编码器规格为2048(脉冲/转),经编码器分频比设定至1000(脉冲/转)的情况下使用。
①机械系
统的决定
负载质量M(kg)5
·滚珠丝杠节距P(mm)10
·滚珠丝杠直径D(mm)20
·滚珠丝杠质量MB(kg)3
·滚珠丝杠摩擦系数μ0.1
·因无减速器,所以G=1、η=11
②动作模
式的决定
速度
(mm/s)单一变化
·负载移动速度V(mm/s)300
·行程L(mm)360
·行程时间tS(s) 1.4
·加减速时间tA(s)0.2
·定位精度AP(mm)0.01
③换算到
电机轴负
载惯量的
计算
滚珠丝杠的惯量JB= 1.50E-04kg.m2
负载的惯量JW= 1.63E-04kg.m2
换算到电机轴负载惯量JL=JW J
=G2x(J W+J2)+J1 1.63E-04kg.m2
L
④负载转
矩的计算
对摩擦力的转矩Tw7.80E-03N.m
换算到电机轴负载转矩TL=Tw7.80E-03N.m ⑤旋转数
的计算
转数N N=60V/P.G1800r/min ⑥电机的
初步选定
[选自
OMNUC U
系列的初
步选定举
例]
选定电机的转子·惯量为负载的
JM≥J L/30 5.42E-06kg.m2 1/30*以上的电机
选定电机的额定转矩×0.8
TMx0.8>T L0.5096>比换算到电机轴负载转矩
大的电机N.m
* 此值因各系列而异,请加以注
意。
⑦加减速
转矩的计
算
加减速转矩TA0.165N.m
⑧瞬时最
大转矩、
有效转矩
的计算
必要的瞬时最大转矩为T1T1=TA+TL0.1726N.m
T2=TL0.0078N.m
T3=TL-TA-0.1570N.m 有效转矩Trms为
0.095N.m
⑨讨论
负载惯量JL 1.63E-04kg.m2≦[电机的转子惯量JM
有效转矩Trms0.095N.m ﹤[电机的额定转矩
300 0
0.210.20.2时间(s)
1.23E-05
×[适用的惯量比=30]0.5096N.M
1.528N.M
3000r/mi n。