步进电机选型计算方法
步进电机选型
2.力矩与功率的换算
P
=
T
贩n
60
2pr
P为功率，单位为w；n为转速，单位r/min，T为力矩，N.m
（一）步进电机选择实例
经济型数控车床的纵向（z 轴） 进给系统，通常是采用步进电机驱 动滚珠丝杠、带动装有刀架的拖板 作直线往复运动，其工作原理与图 相似，其中工作台即拖板。
假设:拖板重量W＝2000N ，拖板导轨之间的摩擦系数μ＝0.06 ,车 削时最大切削负载＝2150N , y 向切削分力Fy＝2Fz ＝4300N （垂 直于导轨），要求刀具切削时的进给速度v1＝10 ~500mm /min，快 速行程速度＝3000mm/min ，滚珠丝杠名义直径d0＝32mm ， 导程 tsp＝6mm ，丝杠总长l = 1400mm ，拖板最大行程为1150mm ，定 位精度士0 .0lmm ，试选择合适的步进电机。
500 mm / min
综上所述，可选该型号的步进电机。
实用公式：转速(r/s）=脉冲频率 /（电机每转整步数*细分数）
n(r / s) =
P qe 360 ´ m
n：电机转速（R/S）；P：脉冲频率（Hz）；θe：电机固有步距角；
= t/360 i
J g2
d 2 4b2
32
54 1.0 7.85 10 3 32
0.482 N cm
( 4）小齿轮的转动惯量 Jg1
J g1
d1 4 b1
32
44
1.2 7.85 10 3 32
0.2N cm
JL
J g1 J W
J g2 J sp i2
0.2 0.012 0.482 11.31 7.76 1.52 2
N cm s2
步进电机选型计算方法
步进电机选型计算方法步进电机是一种能将输入脉冲信号转化为角位移的电机。
它具有结构简单、控制精度高、启动扭矩大等优点，广泛应用于机械系统中的定位控制、速度调节、角度控制等领域。
在选型过程中，需要考虑步进电机的型号、参数和性能等因素。
本文将介绍步进电机选型的计算方法。
步进电机的型号和参数步进电机通常由两个参数决定，即步距角和相数。
步距角指的是电机每接受一个脉冲信号所转动的角度。
常见的步距角有 1.8度（200步/转）和0.9度（400步/转）两种。
步距角越小，电机的定位精度越高。
相数指的是电机的相数，常见的有2相、4相、6相等。
相数越多，电机的转矩平稳性越好。
步进电机的性能步进电机的性能包括静态转矩、动态转矩、最大转速等指标。
静态转矩是指电机在静止状态下能够提供的最大转矩，动态转矩是指电机在运转过程中能够提供的最大转矩。
最大转速是指电机能够达到的最高转速。
选型时需根据具体的应用需求来确定这些指标。
步进电机的负载特性负载特性包括电机扭矩-速度曲线和转动惯量。
电机扭矩-速度曲线描述了电机在不同速度下的输出扭矩和输入电流的关系，可以用来评估电机的运行稳定性。
转动惯量描述了电机转动时的惯性大小，通常是根据系统的加速度和位置控制要求来确定的。
步进电机的选型计算方法主要包括定位精度、动态响应性能以及转矩要求三个方面。
1.定位精度计算步进电机的定位精度受到步距角、齿距、电机的误差等因素的影响。
根据具体的应用需求，可以采用以下公式来计算定位精度：定位精度=N*U/360其中，N为步数（一转的步数），U为脉冲数2.动态响应性能计算动态响应性能主要包括加速度曲线和最大速度两个方面。
加速度曲线是根据系统的加速度和行程要求来确定的。
最大速度则取决于电机的最大转速和负载特性。
3.转矩要求计算转矩要求主要是根据负载的特性来确定的。
计算转矩要求时需要考虑负载的惯性、摩擦力、载荷等因素。
综合考虑以上因素，可以选择合适的步进电机。
通常情况下，需要进行多个步进电机比较和试验，以找到最适合应用需求的电机。
步进电机选型计算公式
步进电机选型计算公式
步进电机选型计算公式主要包括以下三个方面：
1. 计算步进电机的理论步数。
步进电机的理论步数是由电机的步距角以及驱动方式（单相、双相、四相等）决定的。
计算公式为：
理论步数= 360°/步距角×驱动方式
其中，步距角是指电机每一步转动的角度。
2. 计算步进电机的负载转矩。
负载转矩是指在实际工作过程中，电机需要承受的负载力矩。
该值会影响到电机的运行状态和驱动能力。
计算公式为：
负载转矩= 负载力×距离臂长
其中，负载力是指电机需要承受的负载力，距离臂长是指负载力所作用的杠杆臂长度。
3. 计算驱动电流大小。
驱动电流是指通过步进电机的电流大小，直接影响到步进电机的稳定工作和驱动效率。
计算公式为：
驱动电流= 负载转矩÷转矩系数
其中，转矩系数是一个常量，代表驱动电流和电机扭矩之间的关系。
这个值可以根据不同型号的驱动器进行调整。
步进电机选型计算
样本针单元电机选型分析一、选用电机的基本步骤四、电机选用计算公式1.运行模式选用加减速运行模式。
2.工作脉冲数A【脉冲】计算步进电机步距角/度 1.8同步轮直径r/mm13.37位移l/mm65时间t0/s0.8A=[65/（3.14*13.37）]*（360/1.8）=1.55*200=310脉冲细分脉冲数：A0细分3104细分12408细分248016细分4960附图：3.运行脉冲频率f2【Hz】计算T0=0.8s，得t1=0.8*0.25=0.2s4.加减速常数T R 【ms/kHz】计算（控制器使用，可以忽略）T R =0.2/（512-f1）5.运行脉冲频率f2【Hz 】的运行速度N M 【r/min 】计算6.负载转矩T L计算7.加速转矩Ta【N*m】计算(1)负载转动惯量J L转动惯量(Moment of Inertia)是刚体绕轴转动时惯性（回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性）的量度，用字母/或J表示。
其量值取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置。
该机构做直线往复运动，滑轨与滑块之间存在缝隙，所以，在急停的瞬间会产生转动。
因此，该结构的惯量包括两部分：直线运动惯量和旋转转动惯量。
A.直线运动惯量计算将整个水平探针机构默认为一个整体，1.1Kg。
A m J13.37*3.14/1000=0.042 1.149.2*10-6B.转动惯量计算。
图中指出来的器件是偏心器件，其余按照同轴心计算。
a.电机距+同步轮离同步轮中心线距离是：80mm，电机长宽高42*42*38，M=0.46kg；J1=0.46（（42*42+42*42）/3+80*80）/1000000=3484*10-6b.探针组件中心线距离是：62mm，M=0.46kg；J2=0.46（（25*25+25*25）/3+62*62）/1000000=1959*10-6 c.滑轨+拖链+同步轮+轴+固定板中心线距离是：64mm，M=0.29kg，；J3=0.29*（55*55+280*280+12*64*64）/12/1000000=3156*10-6d.其他器件其他器件默认为偏心12mm，质量0.29Kg。
步进电机的计算与选型实用计算
步进电机的计算与选型对于步进电动机的计算与选型，通常可以按照以下几个步骤：1) 根据机械系统结构，求得加在步进电动机转轴上的总转动惯量eq J ;2) 计算不同工况下加在步进电动机转轴上的等效负载转矩eq T ；3) 取其中最大的等效负载转矩，作为确定步进电动机最大静转矩的依据；4) 根据运行矩频特性、起动惯频特性等，对初选的步进电动机进行校核。
1. 步进电动机转轴上的总转动惯量eq J 的计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量eq J 是进给伺服系统的主要参数之一，它对选择电动机具有重要意义。
eq J 主要包括电动机转子的转动惯量、减速装置与滚珠丝杠以及移动部件等折算到电动机转轴上的转动惯量等。
2. 步进电动机转轴上的等效负载转矩eq T 的计算步进电动机转轴所承受的负载转矩在不同的工况下是不同的。
通常考虑两种情况：一种情况是快速空载起动（工作负载为0），另一种情况是承受最大工作负载。
（1）快速空载起动时电动机转轴所承受的负载转矩eq1Teq1amax f 0T =T +T +T (4-8)式中 amax T ——快速空载起动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩，单位为N ·m ；f T ——移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩，单位N ·m ；0T ——滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩，单位为N ·m 。
具体计算过程如下：1）快速空载起动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩：amax eq 2T =J =60eq ma J n t πε （4-9）式中 eq J ——步进电动机转轴上的总转动惯量，单位为2kg m ⋅；ε——电动机转轴的角加速度，单位为2/rad s ；m n ——电动机的转速，单位r/min ；a t ——电动机加速所用时间，单位为s ，一般在0.3~1s 之间选取。
2）移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩：f T =2i πη （4-10）式中 F 摩——导轨的摩擦力，单位为N ；h P ——滚珠丝杠导程，单位为m ；η——传动链总效率，一般取0.70.85η=；i ——总的传动比，/s m i n n =，其中m n 为电动机转速，s n 为丝杠的转速。
步进电机的计算方法
步进电机的计算方法1.根据驱动方式选择步进电机型号：步进电机主要分为两种驱动方式，即双相驱动和四相驱动。
双相驱动的步进电机具有较高的输出转矩，适用于需要较大负载的应用，而四相驱动的步进电机输出转矩较低，适用于速度要求较高的应用。
2.计算步进电机运转速度：步进电机的运转速度主要受到步进角度和脉冲频率的影响。
步进角度一般是固定的，常见的有1.8度和0.9度。
计算步进电机运转速度的公式为：速度=步进角度×脉冲频率。
3.计算步进电机的步进角度：步进电机的步进角度是指每接收到一个脉冲信号，电机旋转的角度。
常见的步进角度有1.8度和0.9度。
计算步进电机的步进角度的公式为：步进角度=360度÷步进电机的相数。
4.计算步进电机的电压和电流：步进电机在运行时需要供应一定的电压和电流来驱动。
计算步进电机的电压和电流的方法是根据电机的工作电压和绕组电阻。
电机的绕组电阻一般可以从电机的技术参数中获取。
计算步进电机的电压的公式为：电压=电流×电阻。
5.计算步进电机的输出功率：步进电机的输出功率是指电机在工作时提供的机械功率。
计算步进电机的输出功率的方法是根据电机的输出转矩和转速。
输出功率的公式为：输出功率=转矩×转速。
6.计算步进电机的加速度和减速度：步进电机的加速度和减速度是指电机从静止状态到达最大速度和从最大速度减速到停止状态所需要的时间。
计算步进电机的加速度和减速度的公式为：加速度（或减速度）=（最大速度-初始速度）÷时间。
7.计算步进电机的负载惯性：步进电机在运行时会受到负载惯性的影响，计算步进电机的负载惯性的方法为负载惯性=负载质量×负载半径的平方。
以上是步进电机的计算方法的一些基本介绍，根据实际需求，其他还有一些特殊的计算方法，比如控制系统的设计和驱动方式的选择等，需要根据具体情况进行进一步的研究和计算。
旋转工作台步进电机选型算法流程
旋转工作台步进电机选型算法流程典型数据：第一组：转台最大转速nmax＝9转/秒转台半径R0＝100毫米转台质量Mass＝1公斤转台定位精度Error＝0.4度工件处半径R=90毫米工件个数n=2个工件质量M=0.1公斤转台外部阻力矩Tr=0.1牛顿米计算结果：转速较高，不能采用减速器。
步进电机转速＝540 rpm电机力矩＝ 7.78 Nm雷赛步进电机型号：86HS85雷赛驱动器型号：M880,MD882,ME872 雷赛电源型号：PS806第二组：转台最大转速nmax＝1转/秒转台半径R0＝200毫米转台质量Mass＝10公斤转台定位精度Error＝0.2度工件处半径R=180毫米工件个数n = 4个工件质量M = 0.5公斤转台外部阻力矩Tr = 10牛顿米计算结果：采用1级同步带减速即可。
减速比 i = 8.3电机转速 = 500 rpm电机力矩＝ 7.62 Nm雷赛步进电机型号：86HS85雷赛驱动器型号：M880,MD882,ME872 雷赛电源型号：PS806第三组：转台最大转速nmax＝0.1转/秒转台半径R0＝200毫米转台质量Mass＝10公斤转台定位精度Error＝0.2度工件处半径R=180毫米工件个数n = 4个工件质量M = 0.5公斤转台外部阻力矩Tr = 10牛顿米计算结果：请采用2级同步带减速。
减速比 i = 83.3电机转速 = 500 rpm电机力矩＝ 0.4 Nm雷赛步进电机型号：57HS06雷赛驱动器型号：M535,MD556,ME432 雷赛电源型号：PS405,SPS487第四组：转台最大转速nmax＝0.5转/秒转台半径R0＝500毫米转台质量Mass＝30公斤转台定位精度Error＝0.02度工件处半径R=480毫米工件个数n = 4个工件质量M = 3公斤转台外部阻力矩Tr = 20牛顿米计算结果：选用齿轮减速器，减速比 i ＝20 电机转速 = 600 rpm电机力矩＝ 31.28 Nm雷赛步进电机型号：130HS45雷赛驱动器型号：MD2278雷赛电源型号：200V变压器第五组：转台最大转速nmax＝0.005转/秒转台半径R0＝500毫米转台质量Mass＝30公斤转台定位精度Error＝0.02度工件处半径R=480毫米工件个数n = 4个工件质量M = 3公斤转台外部阻力矩Tr = 20牛顿米计算结果：选用齿轮减速器，减速比 i ＝1000 电机转速 = 300 rpm电机力矩＝ 0.09 Nm雷赛步进电机型号：42HS02雷赛驱动器型号：M415B,ME432雷赛电源型号：PS405,SPS407。
步进电机的选型及计算方法
步进电机的选型及计算方法步进电机是一种将电脑指令转化为机械运动的电机，广泛应用于打印机、绘图仪、数控机床、自动化设备等领域。
步进电机的选型和计算方法是确保电机能够满足使用要求的重要环节。
本文将介绍步进电机的选型和计算方法，以帮助读者了解如何正确选择步进电机。
**一、步进电机的选型**选型是步进电机设计的第一步，主要考虑以下几个因素：1.**载荷特性**：首先需要知道电机所需驱动的载荷特性，包括重量、转动惯量等。
根据载荷特性，选取适当的电机功率和扭矩。
2.**运动要求**：了解运动要求，包括速度、加速度、定位精度等。
根据运动要求，选取适当的步进角和步数。
3.**工作环境**：考虑工作环境的温度、湿度、粉尘、振动等因素，选取能够适应工作环境的电机。
4.**可靠性要求**：根据应用的可靠性要求，选取有良好可靠性的步进电机。
5.**成本**：考虑成本因素，选取能够满足需求且价格合理的电机。
选型过程中，通常需要参考制造商提供的电机规格书和技术手册，以获取详细的电机参数信息。
**二、步进电机的计算方法**1.**功率计算**：选择适当的功率可确保步进电机能够正常工作。
功率计算公式如下：功率（W）=扭矩（N·m）×转速（RPM）/9.54882.**扭矩计算**：根据应用的载荷特性计算步进电机所需的最大扭矩。
扭矩计算公式如下：扭矩（N·m）=载荷转动惯量（kg·m²）×角加速度（rad/s²）其中，角加速度可根据速度和加速度计算得到：角加速度（rad/s²）=加速度（rad/s²）/ 微步数（步）3.**速度计算**：根据应用的速度要求，计算步进电机的理论最大速度和可用的速度范围。
理论最大速度可按照电机额定的最大转速计算。
通常步进电机的最大转速范围在100-5000RPM之间。
可用速度范围受到供电电压、电机驱动方式、驱动电流等因素的影响。
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JC=
1 8
mDC 2
= 0.00015625 kgm2
JL= JL+JB+JC
= 0.000298234 kgm2
2 Nm(Jm Jl)
TS=
60t1
= 1.757076233 Nm
TM= (TL+TS)*S
= 1.791736562 Nm
根据计算， 初步确定电 机型号，然 后输入转子 惯量，确认 TM
机械结构 参数：
速度： 滑动部分质 量 丝杠长度
丝杠直径 丝杠导程 连轴器质量 连轴器直径 摩擦系数 移动距离 机械效率 定位时间 加减速时间 比 外力 移动方向与 水平轴夹角
1)速度曲 线
加速时间
2)电机转 速
3)负荷转 矩计算
丝杠水 平运动 选型计 算表格
Vl=
60 m/min
M=
10 kg
LB=
4)克服惯 量的加速 转矩计算 （也称 做：启动 转矩）
直线运动平 台与负载惯 量
滚珠丝杠惯 量
连轴器惯量
总负荷惯量
启动转矩
5)必须转 矩
必须转矩
6)电机选 择
FPB 负载转矩TL = 2
= 0.034660329 Nm
JL
=
m(
PB 2
)2
= 0.000101321 kgm2
JB = LBDB4 32
I1= 0.271121427 I2= 0.016945089
*
其他常数
* *
*
丝杠密度
*
*
*
*
* *
*
G=
9.8 m/s
pi=
பைடு நூலகம்
3.1416
ρ=
7900 kg/m3
a cos a)
安全系数
S=
1
电机惯量
JM=
0.0011 kgm2
减速机减速比
i＝
4
7)负荷与 电机惯量 比
惯量比
8)负荷与 减速机惯 量比 当负荷与 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
上海优爱宝机器人技术有限公司 SHANGHAI UI ROBOT TECHNOLOGY CO.,LTD. 上海市浦东张江高科技园区碧波路456号B104室 TEL:021-61531811 FAX:021-62817095 联系人：刘茂春 Mobile:13512125009 E-mail:Maochu.liu@
0.8 m
DB=
0.016 m
PB=
0.02 m
MC
0.5 kg
DC
0.05 m
μ=
0.1
L=
0.6 m
η=
0.9
t=
1s
A=
25%
FA=
0N
a=
0°
t0= t*A
= 0.25
s
NM = Vl /PB
= 3000
rpm
轴向负载F = FFAA+ mg(sin a cos a)
= 9.8
N
FPB 2