滚珠丝杆伺服选型
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2、对机台的培训课程了解 《X-Y设计》说明书 数控机床进给系统 加工设备之双螺杆 滚珠丝杠扭转变形对机电综合传动刚度的影响 Kral 三螺杆泵
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： 1.电机最大转速＞系统所需之最高移动转速。 2.电机的转子惯量与负载惯量相匹配。 3.连续负载工作扭力≤电机额定扭力 4.电机最大输出扭力＞系统所需最大扭力（加速 时扭力） 扭矩、总结：扭矩、速度达到系统要求，转子惯量与负 扭矩 速度达到系统要求， 载惯量相匹配。 载惯量相匹配。 选型计算1.扭矩计算 连续负载工作扭矩(TL)； 加速时扭矩(TS)； 2.速度计算 负载端转速； 电机端转速； 3.惯量匹配计算（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=Jβ J = 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= (π/32)ρLD4=0.5MR2 空心圆柱体： JK= (π/32)ρL(D04-D14)=0.5M(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。 一.直接驱动 JT：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+JM 二.皮带输送传动 JT：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 + JM 三.丝杆传动 P: 螺距，M: 负载的质量，JB是丝杆惯量 JL = M（P/ 2π )2 ； JT = JL + JM + JB 四.齿轮传动 JL ：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。 下面结合例子讲解如何计算扭据。
例子1 例子 滚珠丝杆传动物体运动速度要求V=5.0m/min; 滑动部分质量：M=50Kg 丝杆长度 LB=1.4m; 丝杆直径DB=0.012m; 丝杆导程PB=0.01m; 联轴器质量Mc=0.2Kg 联轴器外径DC=0.04m; 磨擦系数：u =0.3 加速时间t0 =0.1s; 机械效率n=0.9 则计算过程如下： (1) 电机转速：N=V/PB=5.0/0.01=500(rpm) (2) 克服磨擦力需要的扭矩：f PB=TL 2πη, f －摩擦力 f＝ Mg TL=MgPB/(2πη)=50x9.8x0.3x0.01/(2πx0.9)=0.26N.m (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/ 2π )2 =50x(0.01/2π )2 =1.26x10-4(Kg.m2 ) 滚珠丝杆 JB=0.224x10-4 (Kg.m2 )按圆柱体的方式计算 联轴器 JC=0.4x10-4(Kg.m2 ) 负荷惯量 JL=JLM+JB+JC=1.88 x10-4(Kg.m2 ) (4)根据惯量计算启动所需要的扭矩： Ts=(JL+JM) β β =2π*N/60t0 =523.6 rad/s2 Ts=0.0984+523.6JM(N.m) (5)最终计算的电机扭矩 负载扭矩：TL=0.26(N.m) 产生加速度所需扭力： Ts=0.0984+523 .6JM (N.m) 必须扭矩 T=（TL+TS)x S, S为安全系数，一般为2～3 TM= (0.26+0.0984+523.6JM)x2 =(0.36+523.6JM)x2 =(0.36+0.575)x2=1.87(N.m) 按最大惯量电机JM计算，JM=1.1x10-3 kg.m2
例子2直接驱动 当电机直接驱动一个圆盘，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=0.5M R2 =0.5x10x0.12=0.05kg.m2 计算角加速度β :β =(2π) x300/(60x1)=31.4rad/s2 Ts=(JL+JM) x β =(0.05+JM)x31.4 = Ts－启动扭矩1.57+31.4JM必须扭矩： T= S *Ts(在这里把克服空气阻力略去） S＝2，得出：T=3.14+62.8JM>3.14N.m 取最大惯量电机，惯量JM＝1.1x10-3 kg.m2, 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。 测试： 1.滚珠丝杆传动 物体运动速度要求V=3.6m/min; 滑动部分质量：M=200Kg 丝杆长度 LB=1.4m; 丝杆直径DB=0.025m; 丝杆导程PB=0.010m; 联轴器质量Mc=0.2Kg 联轴器外径DC=0.04m; 磨擦系数：u =0.1 加速时间t0 =0.2s; 机械效率n=0.9 请计算需要电机扭矩和转速？ 2.直接传动，圆盘当电机直接驱动一个圆盘，要求转速在200RPM， 启动时间为0.5s，圆盘的质量为10Kg，半径100mm。 请计算需要电机的扭矩和转速度？ 《力矩计算的另外一种简化算法》以上的计算也可以从能量守恒的角度出发。 （力）x（力运动方向的位移）＝电机扭力 x（轴旋转角度） 简单计算方法： 电机转动一圈（2 π角位移）， 2 物体移动距离P, 得出 FxP =Tx2 π计算。其中F是作用在负载上的合力 在以上的计算中F=M a+f，a=Vl/t0.惯量匹配计算惯量比：负载惯量JL与电机转子惯量JM之比 1．影响：传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响， 惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降， 容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速 度，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小 惯量。 2.确定：衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性 反应越好；惯量越大，马达的负载也就越大，越难控制，但机械 系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。不同的机构，对惯量匹配 原则有不同的选择，且有不同的作用表现。 理论：JL≤3JM 案例分析 冲床项目分析 四色平板印刷机项目分析 贴标机项目分析 步进电机在高温场合下的使用注意事项
基于三坐标测量机的滚珠丝杠副螺距误差测量 机床数控化改造机电设计和联调-2920 螺杆式空压机现场培训用户手册 CA6140结构及参数 单螺杆与双螺杆的比较 直线(滚动)导轨的选型 数控中级证考试题 机电器基础知识 台湾ABBA滚珠丝杠产品样本
