伺服电机配丝杆_选型计算(自动计算版)
伺服电机配丝杆_选型计算(自动计算版)
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。
伺服电机和丝杆选型计算
伺服电机和丝杆选型计算1.伺服电机选型计算：伺服电机是一种将电能转化为机械能的装置，它通过电机驱动系统的精确控制，实现对机械位置、转速和力矩的精确控制。
在选型时，需要考虑以下几个方面：1.1额定输出功率：根据机械系统的工作要求和负载要求，确定伺服电机的额定输出功率。
通常，额定输出功率应略大于所需的最大功率。
1.2额定转速：根据工作要求和负载要求，确定伺服电机的额定转速。
通常，额定转速应略大于所需的最大转速。
1.3额定转矩：根据负载的特性和工作要求，确定伺服电机的额定转矩。
通常，额定转矩应略大于所需的最大转矩。
1.4动态响应速度：根据控制系统的要求，确定伺服电机的动态响应速度。
通常，要求动态响应速度能够满足系统的响应时间要求。
1.5额定电压：根据工作环境和电源供应的要求，确定伺服电机的额定电压。
通常，额定电压应与电源供应的电压相匹配。
2.丝杆选型计算：丝杆是一种将旋转运动转化为直线运动的装置，它通常由丝杆和螺母组成。
在选型时，需要考虑以下几个方面：2.1螺距：根据工作要求，确定丝杆的螺距。
螺距是丝杆每转一周所移动的距离，通常用毫米/转表示。
2.2进给速度：根据机械系统的工作要求，确定丝杆的进给速度。
进给速度是丝杆上点的线速度，通常用毫米/秒表示。
2.3进给力：根据工作负载和系统要求，确定丝杆的进给力。
进给力是丝杆在工作过程中所受的力，通常用牛顿表示。
2.4精度等级：根据工作要求，确定丝杆的精度等级。
精度等级决定了丝杆的运动精度，通常用C级、T级等表示。
2.5长度：根据机械系统的工作空间和要求，确定丝杆的长度。
丝杆的长度应能够满足系统的工作范围要求。
伺服电机及丝杠选型计算(自动表格计算)
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。
伺服电机选型公式-丝杆类
M
滚珠丝杆的长度 BL
M
滚珠丝杆的直径 BD
M
滚珠丝杆的螺距 BP
滚珠丝杆的效率 BN
Kg.m2 联轴器的惯量 JC
摩擦系数
U
N
外力
F
m/s2 重力加速度 g
运行模式
M
移动距离
L
S
加速时间
ta
S
匀速时间
tb
S
减速时间
td
S
循环时间
tc
计算量
Kg 滚珠丝杆的质量 BW
10 7900 2800 8500 0.5 0.02 0.02 0.9 0.00001 0.1 0 9.8
N
1000.00
r/min 减速时转矩 Td 0.672 N.M
移动转矩
Tf 0.069 N.M 移动转矩
Tf 0.035
N.M 确认最大转矩 Tmax
N.M
加速时转矩
Ta 0.175 N.M 加速时转矩 Ta 0.231
N.M 确认有效转矩 Trms 0.236 N.M
减速时转矩
Td 0.036 N.M 减速时转矩 Td 0.162
变化 量 WA PD WP BN JCቤተ መጻሕፍቲ ባይዱU F g
L ta tb td tc
JL
JM
变化量 值 2 0.05 0.5 0.8 0 0.1 0 9.8
单位 Kg M Kg
Kg.m2
N m/s2
1
M
0.1
S
0.8
S
0.1
S
2
S
0.00156 Kg.m2
8.7E-05 Kg.m2
Kg 惯量比
JL/JM 17.9598 倍
伺服电机、滚珠丝杆选型与校核
P= 0.20
KW
1、计算允许的最大临界转速nc值
项目
符号
允许的最大临界转速
nc
临界转速计算长度
LC2
支撑系数f
f
丝杠底径 丝杠最高当量转速 判断最大临界转速是否合格
d2
NB 合格
2、压杆稳定性校核
滚珠丝杠校核
数值 3024 790
15.1
12.5 2400
单位 r/min mm
计算公式 nc=10000000*f*d2/LC22
mm
项目
符号
数值
单位
计算公式
压杆稳定性符合Fc（允许的 最大临界压缩负荷力）
安全系数值K1 支撑系数K2 丝杠最大受压长度LC1
预拉伸力Ft 判断压杆稳定是否合格
Fc
K1 K2 LC1 Ft 合格
支撑方式
K2
铰支—铰支
1
3631 0.5 2 820 1523
f 9.7
N
Fc=100000*d24*K1*K2/LC12
总负荷 惯量
启动转 矩
4、必须 转矩
必须转 矩
5、电机 选择
根据计 算，初 步确定 电机型 号，然 后输入 转子惯 量，确
6、负荷 与电机惯 量比
惯量比
7、负荷 与减速机 惯量比
负荷与电 机惯量比 ＞5时， 考虑采用 减速装 置，提高 惯量匹 配； 折算后
的惯量 比折算到 电机轴 端转矩 T=TM/i
9)电机功 率计算
J L +J B + JL= JC
= 4.51E-04 2π
T S = Nm(J m + = 0.35
kgm2 Nm
(T L +T S )
伺服电机配丝杆选型(自动计算)
T1=TA+TL T2=TL T3=TL-TA
2.0662 N.m 0.3901 N.m -1.2860 N.m
1.101 N.m
⑨讨论 负载惯量JL 有效转矩Trms
1.04E-03 kg.m2 1.101 N.m
≦[电机 的转子惯 量JM
﹤[电机 的额定转 矩
瞬时最大转矩T1 必要的最大转数N
④负载转 矩的计算
对摩擦力的转矩Tw
3.90E-01 N.m
换算到电机轴负载转矩TL=Tw
⑤旋转数 的计算
转数N
⑥电机的 初步选定 [选自 OMNUC U 系列的初 步选定举 例]
N=60V/P.G
选定电机的转子·惯量为负载的 1/30*以上的电机
JM≥JL/30
3.90E-01 N.m 1500 r/min
①机械系 统的决定
负载质量M（kg） ·滚珠丝杠节距P（mm） ·滚珠丝杠直径D（mm） ·滚珠丝杠质量MB（kg） ·滚珠丝杠摩擦系数μ ·因无减速器，所以G=1、η=1
②动作模 式的决定
单一变化 ·负载移动速度V（mm/s） ·行程L（mm） ·行程时间tS（s） ·加减速时间tA（s） ·定位精度AP（mm）
编码器分辨率R=P.G/AP.S
2.0662 N.m 1500 r/min
1000 (脉冲/转)
﹤[电机 的瞬时最 大转矩 ≦[电机 的额定转 数 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 。
300
0
0.2
1
0.2 0.2
时间 (s)
初步
选择
定
R88M
-
伺服电机选型计算(自动计算版)
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。
伺服电机选型自动计算表
项目 物重m
丝杆直径a 丝杆导程b 丝杆长度c 减速机速比i 丝杆效率β
输入数值 200kg 32mm 20mm
800mm 7
0.8
水平齿轮 齿条
物重 速度 齿轮直径 转速 减速机转速 减速机速比
3500kg 20m/min
117mm 54r/min 3000r/min
55.107
ห้องสมุดไป่ตู้
水平齿轮 齿条
总惯量 J=T1+T2 电机惯量 J电=J/i²
型
数值
单位
10.0849257 N.m
3.5572930 N.m
0.0020947 kg.m²
0.0006585 kg.m²
0.0027532 kg.m²
0.0000562 kg.m²
备注 安全系数d=2（垂直方向）
25.59375 1.407385962
物重 速度 齿轮直径 转速 减速机转速 减速机速比
500kg 20m/min
60mm 106r/min 3000r/min
28.26
伺服电机选型
名称
公式
物体转矩 T1=T杆+T预压=mg(b/β2π)+mgb/3x2π
电机转矩 T2=d8T1/（i*β）
物体惯量 J1=m（b/2π）²
丝杠惯量 J2=1/8*mr²=π/32*ρ*c*a^4
总惯量 J=T1+T2
电机惯量 J电=J/i²
负载转矩 T1=mgμd/2β 电机转矩 T2=T1/（i*β）*2 物体惯量 J1=m（d/2）² 齿轮惯量 J2=1/8*mr²
总惯量 J=T1+T2 电机惯量 J电=J/i²
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初步选择定Fra bibliotekR88M
-
U200
30(J
m=
根据
R88M
-
1.6E-01
U200 30的
额定
转矩
Tm=
1.23E-05
0.637
(N.m )
×
[适
1.23E-05
用的 惯量
比
=30]
0.5096 N.M
1.528 N.M
3000
r/mi n
条件满足 条件满足
条件满足 条件满足
条件满足
④负载转 矩的计算
对摩擦力的转矩Tw
1.56E-01 N.m
换算到电机轴负载转矩TL=Tw
⑤旋转数 的计算
转数N
⑥电机的 初步选定 [选自 OMNUC U 系列的初 步选定举 例]
N=60V/P.G
选定电机的转子·惯量为负载的 1/30*以上的电机
JM≥JL/30
1.56E-01 N.m 750 r/min
T1=TA+TL T2=TL T3=TL-TA
0.5802 N.m 0.1561 N.m -0.2681 N.m
0.317 N.m
⑨讨论 负载惯量JL 有效转矩Trms
1.07E-03 kg.m2 0.317 N.m
≦[电机 的转子惯 量JM
﹤[电机 的额定转 矩
瞬时最大转矩T1 必要的最大转数N
3.56E-05 kg.m2
选定电机的额定转矩×0.8 比换算到电机轴负载转矩 大的电机N.m
TMx0.8＞TL
＊ 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TA
0.5096 ＞ 0.424 N.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T1
有效转矩Trms为
100 20 12 3
0.1 1
速度 (mm/s)
250 150
6 0.2 0.05
③换算到 电机轴负 载惯量的 计算
滚珠丝杠的惯量JB=
5.40E-05 kg.m2
负载的惯量JW=
1.07E-03 kg.m2
换算到电机轴负载惯量JL=JW
JL=G2x(JW+J2)+J1
1.07E-03 kg.m2
编码器分辨率R=P.G/AP.S
0.5802 N.m 750 r/min
400 (脉冲/转)
﹤[电机 的瞬时最 大转矩 ≦[电机 的额定转 数 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 。
300
0
0.2
1
0.2 0.2
时间 (s)
①机械系 统的决定
负载质量M（kg） ·滚珠丝杠节距P（mm） ·滚珠丝杠直径D（mm） ·滚珠丝杠质量MB（kg） ·滚珠丝杠摩擦系数μ ·因无减速器，所以G=1、η=1
②动作模 式的决定
单一变化 ·负载移动速度V（mm/s） ·行程L（mm） ·行程时间tS（s） ·加减速时间tA（s） ·定位精度AP（mm）