滚珠丝杆的伺服选型.ppt

伺服的选型伺服系统由伺服驱动器和伺服电机组成,其中最关键的又是伺服电机的确定,伺服电机型号的确定可以通过下列方法:>系统所需之最高移动转速。。≦>系统所需最大扭力(加速时扭力)总结:扭矩、速度达到系统要求,转子惯量与负载惯量相匹配。(TL);加速时扭矩(TS);;电机端转速;(JL/JM)扭矩和速度计算电机扭矩计算包括负载扭矩TL和启动扭矩TS,T=(TL+TS)*S,S:安全系数。TL:克服外力所需要的力矩,跟机械结构有关,如果是水平运动时主要是克服摩擦力,垂直运动时还要克服重力等的影响。TS:启动需要的扭矩,也就是产生加速度所需要的扭矩,根据公式Ts=JβJ=电机转子惯量和负载惯量折算到电机轴的惯量的和β=电机轴角加速度。计算TS的关键为惯量的计算。惯量的计算转动惯量的定义:各质点的质量与该质点到转轴距离平方乘积之和,为描述转动惯性大小的物理量。定义公式:J=∑mipi2,单位:kgm2圆柱体惯量计算:实心圆柱体:JK=(/32)ρLD4=:JK=(/32)ρL(D04-D14)=(R02-R12)各种传动机构下负载的惯量计算下面是几种常见传动方式下负载的惯量计算。:负载折算到电机转子的总惯量JL:负载惯量;JM:电机转子惯量JT=JL+:负载折算到电机转子的总惯量JL:负载惯量;JM:电机转子惯量M:负载和皮带的质量和;R:皮带轮半径;JP:皮带轮惯量JL=M*R2;JT=JL+JP+:螺距,M:负载的质量,JB是丝杆惯量JL=M(P/2)2;JT=JL+JM+:负载的惯量,n:齿轮传动比,JM:电机转子惯量JT=JL/n2+JM下面结合例子讲解如何计算扭据。例子1滚珠丝杆传动物体运动速度要求V=;滑动部分质量:M=50Kg丝杆长度LB=;丝杆直径DB=;丝杆导程PB=;联轴器质量Mc==;磨擦系数:u==;机械效率n=:(1)电机转速:N=V/PB==500(rpm)(2)克服磨擦力需要的扭矩: fPB=TL2η,f-摩擦力f=µMgTL=MgµPB/(2η)=/(2)=(3)根据前面的计算公式得出负载惯量为水平直线运动负载JLM=M(PB/2)2=50x()2=-4()滚珠丝杆JB=-4()按圆柱体的方式计算联轴器JC=-4()负荷惯量JL=JLM+JB+JC=-4()(4)根据惯量计算启动所需要的扭矩:Ts=(JL+JM)ββ=2*N/60t0==+()(5)最终计算的电机扭矩负载扭矩:TL=()产生加速度所需扭力:Ts=+()必须扭矩T=(TL+TS)xS,S为安全系数,一般为2~3TM=(++)x2=(+)x2=(+)x2=()按最大惯量电机JM计算,JM=-,要求转速在300RPM,启动时间为1s,圆盘的质量为10Kg,半径100mm。根据圆柱体惯量的计算公式JL===:β=(2)x300/(60x1)==(JL+JM)xβ=(+JM)=+-启动扭矩必须扭矩:T=S*Ts(在这里把克服空气阻力略去)S=2,得出:T=+>,惯量JM=-,JL/JM=46考虑到惯量比远大于3-5的理想范围,所以,该系统不适合直接驱动,可以考虑通过减速提高惯量比,选型时也需要注意这点。