伺服电机选型设计计算
伺服电机的选型和计算
电机的选择：（1）电机扭矩的计算 负载扭矩是由于驱动系统的摩擦力和切削力所引起的可用下式表达： FL M =π2式中 M-----电动机轴转距；F------使机械部件沿直线方向移动所需的力；L------电动机转一圈（2πrad ）时，机械移动的距离2πM 是电动机以扭矩M 转一圈时电动机所作的功，而FL 是以F 力机械移动L 距离时所需的机械功。
实际机床上，由于存在传动效率和摩擦系数因素，滚珠丝杠克服外部载荷P 做等速运动所需力矩，应按下式计算：z z M h h F M B spSPao P K 211122⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ηππ M 1-----等速运动时的驱动力矩(N.mm)π2hF spao K---双螺母滚珠丝杠的预紧力矩(N.mm) Fao------预紧力(N),通常预紧力取最大轴向工作载荷Fm ax的1/3，即F ao =31F m ax当F m ax 难于计算时，可采用F ao =(0.1~0.12))(N C a ； C a -----滚珠丝杠副的额定载荷，产品样本中可查：hsp-----丝杠导程(mm)；K--------滚珠丝杠预紧力矩系数，取0.1~0.2；P---------加在丝杠轴向的外部载荷(N),W F P μ+=； F---------作用于丝杠轴向的切削力(N)； W--------法向载荷(N),P W W 11+=；W 1-----移动部件重力(N),包括最大承载重力；P 1-------有夹板夹持时（如主轴箱）的夹板夹持力；μ --------导轨摩擦系数，粘贴聚四氟乙烯板的滑动导轨副09.0=μ，有润滑条件时，05.0~03.0=μ，直线滚动导轨004.0~003.0=μ；η1-------滚珠丝杠的效率，取0.90~0.95；MB----支撑轴承的摩擦力矩，即叫启动力矩(N.m),可以从滚珠丝杠专用轴承样本中得到，见表2-6（这里注意，双支撑轴承有M B 之和的问题）z 1--------齿轮1的齿数 z2--------齿轮2的齿数最后按满足下式的条件选择伺服电机M M s ≤1Ms-----伺服电机的额定转距（2）惯量匹配计算 为使伺服进给系统的进给执行部件具有快速相应能力，必须选用加速能力大的电动机，亦即能够快速响应的电机（如采用大惯量伺服电机），但又不能盲目追求大惯量，否则由于不能从分发挥其加速能力，会不经济的。
伺服电机选型
1）牙科贝思直线电机选型软件
考试题
已知：丝杠传动类型，负载重量W=10Kg， 负载垂直升降距离30mm，加（减）速时 间0.1s，匀速0.1s。设计最优结构，根据 所选丝杠，计算满足负载需求的最小功率 的伺服电机（三菱电机）。
已知：同步带传动类型，负载重量
W=3Kg，负载垂直升降距离300mm，加
负载重量：5kg 带轮选型：5M-18齿 电机选型：200W（三菱伺服电机）
核算：
3）伺服电机选型计算 （齿轮齿条传动类型）
齿轮齿条传动类型的伺服电机选型计算与同步带类似。 计算时需注意： 上述公式中同步带直径为带轮节径，具体数值可查标准《圆弧齿带
轮直径JB/T 7512.2》、《周节制带轮直径GB/T 11361》。 渐开线圆柱齿轮直径为齿轮的分度圆直径，直齿轮分度圆直径D=m
负载的惯量：JW=
M（D）2 / 2
R
2
JB
③负载转矩的计算
水平运动时负载转矩：TW=μMg
D 2
/
R
垂直运动时负载转矩：TW=μMg
D 2
/
R
Mg
D 2
/
R
加减速转矩的计算：TA= （JM J机）2tπ1 • N
最大转矩：T=TA+TW
3）伺服电机选型计算 （同步带传动类型）
示例：S4000（样机）-68部
2）三菱伺服电机HG-KN系列参数表
2）三菱伺服电机HG-KN系列参数表
3）伺服电机选型计算 （丝杆传动类型）
①根据总方案结构、节拍图、电池片工位图确定
负载质量M
丝杠的导程P
丝杠直径D
丝杆质量MB
导轨、丝杆运行摩擦系数μ（一般取值0.15）
伺服电机选型计算
伺服电机选型计算
1.负载惯量计算
负载惯量是指负载的转动惯量，计算方式为质量乘以质心距离平方。
负载惯性大会对电机的加速度和精度要求产生一定的影响。
伺服电机需要
具备足够的能力来加速和控制负载。
负载惯量的计算公式为：
J=m*r^2
其中，J表示负载的转动惯量，m表示负载的质量，r表示负载的质
心距离。
根据实际情况确定负载的质量和质心距离，可以估算负载的转动惯量。
2.加速度计算
加速度是指负载达到一定速度所需的时间。
加速度较大可以提高生产
效率，但可能会引起震动和噪音。
确定合适的加速度需要根据应用需要进
行权衡。
加速度的计算公式为：
a=(ωf-ωi)/t
其中，a表示加速度，ωf表示最终速度，ωi表示初始速度，t表示
加速时间。
3.扭矩计算
扭矩是伺服电机提供的力矩，其大小决定了电机的最大负载能力。
根据应用需求可以计算出负载所需的最大扭矩。
扭矩的计算公式为：
T=J*α
其中，T表示所需的最大扭矩，J表示负载的转动惯量，α表示加速度。
4.功率计算
功率是指电机输出的机械功率，也是伺服电机选型的一个重要参数。
根据应用需求可以计算出对应负载的最大功率。
功率的计算公式为：
P=M*ω
其中，P表示功率，M表示扭矩，ω表示角速度。
5.速度计算
速度是指电机的转速，根据应用需求可以计算出所需的最大速度。
速度的计算公式为：
V=ω*r
其中，V表示速度，ω表示角速度，r表示负载的质心距离。
伺服电机选型计算
[伺服电机三要素]1转数n：根据用户实际需要，可选择同功率不同功率的电机。
一般来说，速度越快，价格越便宜。
2转矩T：必须满足实际需要，但不需要像步进电机那样留有太多余量。
三。
惯量J：根据现场需要选择不同惯量的电机，如机床行业惯量较大的伺服电机。
[伺服电机功率基本计算]输出功率P=0.1047*n*t其中t是速度。
转速基本上是3000转/分。
扭矩T=R*m*9.8式中，R是轴的半径，M是物体的重量。
【伺服电机功率选择要点】电动机的功率应根据生产机械所需功率选择，使电动机在额定负荷下尽可能地运行。
如果电机功率太小，会出现“拉车”现象，导致电机长期过载，发热损坏绝缘。
连电动机都烧坏了。
如果电机功率过大，就会出现“大马拉车”的现象。
输出的机械功率不能充分利用，功率因数和效率不高，不仅对用户和电网有害。
这是在浪费能量。
伺服电机实际功率选择的计算方法1为了正确选择电机功率，必须进行以下计算或比较：功率P=f*V/1000（P=计算功率kW，f=所需拉力N，V=工作机线速度M/s）2对于恒载连续运行模式，所需电机功率可按下式计算：P1（千瓦）：P=P/n1n2其中N1为生产机械效率，N2为电机效率，即传动效率。
由该公式计算的功率P1不必与乘积功率相同。
因此，所选电机的额定功率应等于或略大于计算功率。
三。
电机功率采用坡率法选择所谓类比法，就是比较类似生产机械所用电动机的功率。
具体方法是：知道如何在本单位或附近其他单位的类似生产机械上使用大功率电动机，然后选择功率相近的电动机进行试运行。
调试的目的是验证所选电机是否与生产机械相匹配。
检定方法为：使电动机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电动机的工作电流，并与电动机铭牌上标注的额定电流进行比较。
如果电机的实际工作电流与标签上标注的额定电流相同。
所选电机功率合适。
如果电动机的实际工作电流比铭牌上的额定电流低70%。
表示电机功率过大，应更换功率较小的电机。
如果电机的测量工作电流比铭牌上的额定电流高出40%以上。
伺服电机选型计算公式
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
分度盘 机构选 型计算 表格
分度盘直
径
DT=
分度盘厚
度
LT=
工作物直
径
DW=
工作物厚
度
LW=
工作台材
质密度
ρ=
工作物数 量
n=
由分度盘中心至工作 物中心的距离
l=
定位角度
θ=
定位时间
t=
加速时间
比
A=
减速机减
速比
i=
减速机效
率
ηG=
0.2 m
0.118 m
*
0.03 m
*
0.05 m
*
2700 kg/m3
*
10 个
*
0.125 m
180 °
*
3s
*
10%
10
1
1）决定 加减速时 间
加速时间
2)电机转 速
t0= t*A
= 0.3
s
360 t 0(t t 0)
减速机输 出轴角加 速度
减速机输 出轴最大 转速
电机轴角 加速度
电机输出 轴转速
3)计算负 载转矩
因为摩擦负载及小， 故忽略
4)计算电 机轴加速 转矩（克 服惯量）
工作台的 惯量
工作物的 惯量
（工作物同时绕工作物中 心轴旋转,如果工作物没有 自转，可以不考虑这部分 惯量）
工作物质 量
βG= 360
t 0(t t 0)
= 3.878518519 rad/s2
βG t0 2
N= = 11.11111111 rpm
βm= βG*i = 38.78518519 rad/s2
NM= N*i = 111.1111111 rpm
伺服电机 选型计算 solidworks
伺服电机选型计算一、概述在进行机械设备的设计和制造过程中，伺服电机的选型计算是非常重要的环节。
伺服电机的选型不仅涉及到设备的稳定性和性能，还直接关系到设备的工作效率和成本。
在进行伺服电机的选型计算时，需要考虑到设备的负载情况、工作环境、运动控制要求等因素，以确保选用合适的伺服电机来满足设备的要求。
二、Solidworks软件在进行伺服电机的选型计算时，可以借助Solidworks软件来进行辅助分析和计算。
Solidworks是一款CAD软件，能够进行机械设计、建模、仿真等工作。
通过Solidworks软件，可以对设备进行三维建模，并进行运动学分析，从而帮助确定伺服电机的选择。
三、伺服电机选型计算在对伺服电机进行选型计算时，需要考虑到以下几个方面：1. 负载情况首先需要对设备的负载情况进行分析，包括负载的大小、惯性、工作周期等因素。
通过对负载情况的分析，可以确定伺服电机的动态性能和功率需求。
2. 工作环境其次需要考虑设备的工作环境，包括温度、湿度、振动等因素。
不同的工作环境会对伺服电机的选型产生影响，需要根据实际情况进行合理选择。
3. 运动控制要求还需要考虑设备对运动控制的要求，包括精度、速度、加速度等指标。
根据运动控制的要求，可以确定伺服电机的技术参数和性能指标。
四、Solidworks在伺服电机选型中的应用借助Solidworks软件，可以对设备进行三维建模，并进行运动学分析。
通过对设备的建模和分析，可以得到负载情况、惯性参数等关键数据，为伺服电机的选型计算提供重要参考。
1. 三维建模在Solidworks软件中，可以对设备进行三维建模，将设备的结构、零部件等进行精确建模。
通过三维建模，可以清晰地了解设备的结构和负载情况，为伺服电机的选型提供基础数据。
2. 运动学分析通过Solidworks软件的运动学分析功能，可以对设备的运动情况进行模拟和分析。
通过分析设备的运动轨迹、速度曲线等数据，可以确定伺服电机的最大功率需求和动态性能。
伺服电机选型计算(汇川)
LB=
1.8 m
DB=
0.025 m
PB=
0.02 m
MC
0.2 kg
DC
0.06 m
μ=
0.05
L=
1.3 m
η=
0.9
t=
0.65 s
A=
40%
FA=
0N
a=
0°
t0= t*A
= 0.26
s
NM = Vl/PB/N
= 1500
rpm
轴向负载F = FFAA+ mg(sin a cos a)
= 7.35
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
I1= 0.715738645
I2= 0.715738645
T=
2.332444717
N=
1500
*
其他常数
*
*
*
丝杠密度
*
*
*
*
* *
*
G=
9.8 m/s
机械结构 参数：
速度： 滑动部分质 量 丝杠部分长 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=
30 m/m3.1416
ρ=
7900 kg/m3
a cos a)
安全系数
S=
2
电机惯量
JM=
伺服电机选型计算实例
1
·注
伺服电机计算选择应用实例
无论是否在切削，是垂直轴还是水平轴，F 值取决于工作台的重量， 摩擦系数。若坐标轴是垂直轴，F 值还与平衡锤有关。对于水平工 作台，F 值可按下列公式计算：
不切削时： F = μ（W+fg） 例如： F=0.05×(1000+50)=52.5 (kgf) Tm = (52.5×0.8) / (2×μ×0.9)+2=9.4(kgf.cm) = 0.9(Nm)
Ta =
Vm × 2π× 1
60
ta
×Jm×（1-e-ks。ta）+
+ Vm × 2π× 1
60
ta
×JL×（1-e-ks。ta）÷η
1 Vr = Vm×{1- Ta·ks
(1- e-ks。ta )}
Ta :加速力矩(kgf·cm) Vm :电机快速移动速度(min-1) ta :加速时间(sec) Jm :电机的惯量(kgf.cm.s2) JL :负载的惯量(kgf.cm.s2) Vr :加速力矩开始下降的速度(与 Vm 不同) (min-1) Ks :位置回路的增益(sec-1) η :机床的效率
切削时: F = Fc+μ(W+fg+Fcf) 例如: F=100+0.05×(1000+50+30)=154(kgf) Tmc=(154×0.8) / (2×μ×0.9)+2=21.8(kgf.cm) =2.1(Nm)
为了满足条件 1，应根据数据单选择电机，其负载力矩在不切削时 应大于 0.9（Nm），最高转速应高于 3000（min-1）。考虑到加/减速， 可选择α2/3000（其静止时的额定转矩为 2.0 Nm）。
富士伺服电机选型计算资料
(1) 机械系统的种类特点用可变速电机驱动的机械系统, 一般有以下几类。
机构滚珠丝杠(直接连接)用于距离较短的高精度定位。
电机和滚珠丝杠只用联轴节连接, 没有间隙。
电机和滚珠丝杠只用联轴节连接，没有间隙。
滚珠丝杠(减速)选择减速比, 可加大向机械系统传递的转矩。
由于产生齿轮侧隙, 需要采取补偿措施。
由于产生齿轮侧隙，需要采取补偿措施。
齿条和小齿轮用于距离较长的(台车驱动等)定位。
小齿轮转动一圈包含了π值, 因此需要修正。
小齿轮转动一圈包含了π值，因此需要修正。
同步皮带(传送带)与链条比较, 形态上的自由度变大。
主要用于轻载。
皮带轮转动一圈的移动量中包含π值, 因此需要修正。
皮带轮转动一圈的移动量中包含π值，因此需要修正。
将伺服系统用于机械系统中时, 请注意以下各点。
①减速比为了有效利用伺服电机的功率, 应在接近电机的额定速度(最高旋转速度)数值的范围使用。
在最高旋转速度下连续输出转矩, 还是比额定转矩小。
②预压转矩对丝杠加预压力, 刚性增强, 负载转矩值增大。
由预压产生的摩擦转矩, 请参照滚珠丝杠规格书。
③保持转矩升降机械在停止时, 伺服电机继续输出保持力。
在时间充裕的场合, 建议使用保持制动。
机构特点链条驱动多用于输送线上。
必须考虑链条本身的伸长并采取相应的措施。
在减速比比较大的状态下使用, 机械系统的移动速度小。
多用于输送线上。
必须考虑链条本身的伸长并采取相应的措施。
在减速比比较大的状态下使用，机械系统的移动速度小。
进料辊将板带上的材料夹入辊间送出。
由于未严密确定辊子直径, 在尺寸长的物件上将产生误差, 需进行π补偿。
如果急剧加速, 将产生打滑, 送出量不足。
如果急剧加速，将产生打滑，送出量不足。
转盘分度转盘的惯性矩大, 需要设定足够的减速比。
转盘的转速低, 多使用蜗轮蜗杆。
转盘的转速低，多使用蜗轮蜗杆。
主轴驱动在卷绕线材时, 由于惯性矩大, 需要设定够的减速比。
在等圆周速度控制中, 必须把周边机械考虑进来研究。
伺服电机选型案例
伺服电机选型案例伺服电机功率计算选型例子伺服电机功率计算选型例子（新手必看，经典案例分析）伺服电机选型也有相应的规律和公式可循的。
最常见的机械传动结构有同步带，齿轮齿条，丝杆等。
以同步带为例，需要计算的参数有电机转速，电机力矩，转动惯量。
第一，电机额定转速N=（v/2πr）*i，启动瞬间需要的拉力F=（M+m1-m2）a+δ（M+m1-m2）g(水平)，F=（M+m1-m2）a+δ（M+m1-m2）g+（M+m1-m2）g(垂直)，T扭矩=F*R。
T电机=T扭矩/机械减速比n，电机功率=N*T 电机/10，启动惯量J=1/2mR2，电机惯量J电机=J/减速比的平方n2/惯量比i。
第二，同步带轮直径D=100mm、提升机载货台总重M=30kg、货物总重m1=10kg，配重m2=25kg，提升滚动摩擦系数取δ=0.03、加速度a=2m/S2、提升速度v=3m/s。
减速机减速比i=5，电机额定转速n=（v/2πr）*i=3/(2*3.14*0.05)*5*60=2866r/min，启动瞬间需要的拉力F=（M+m1-m2）a+&delta，（M+m1-m2）g+（M+m1-m2）g=（30+10-25）*2+0.03（30+10-25）*10+（30+10-25）*10=184.5N。
T扭矩=F*R=184.5*0.05=9.225Nm，折算电机需要扭矩T1=9.225Nm/5=1.85Nm，折算电机功率P1=2866*1.85/10=0.5KW。
启动惯量J=1/2mR2=0.5*（10+30+25）*0.0025=0.08125kgm2，折算电机需要惯量J1=0.08125/25=0.00325kgm2，根据经验值取惯量比=10，则实际J电=J1/10=0.000325kgm2。
经计算电机至少满足以下条件下面看下1.2千瓦3000RPM，4牛米的电机的惯量是2.98*10-4kgm2。
所以可以选择80ST-M04030的电机。
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。
伺服电机选型设计计算
伺服电机选型设计计算一、引言伺服电机是一种能够进行位置、速度和力控制的电机，广泛应用于机械设备、自动化设备、机器人等领域。
在进行伺服电机选型设计时，需要考虑的参数包括负载惯量、所需转矩、速度要求等。
本文将以其中一种机械设备为例，介绍伺服电机选型设计的计算方法。
二、负载惯量计算负载惯量是指转动物体的重心与转动轴心之间的惯量，可以通过以下公式计算：J=m*r²其中，J为负载惯量，m为负载的质量，r为负载的半径。
在计算时需要考虑到实际系统中传动装置的参数。
三、转矩计算转矩是指伺服电机输出的力矩，可以通过以下公式计算：T=J*α其中，T为转矩，J为负载惯量，α为加速度。
在计算转矩时，需要根据具体应用的加速度要求进行确定。
四、最大转矩计算为了保证正常运行，伺服电机的转矩应大于或等于最大转矩，可以通过以下公式计算：T_max = T + F * r其中，T_max为最大转矩，T为转矩，F为负载的水平力，r为负载的半径。
五、速度计算速度是指伺服电机的转动速度，可以通过以下公式计算：ω=2*π*n/60其中，ω为速度，n为转速。
在计算速度时，需要根据具体应用的速度要求进行确定。
六、转动惯量计算转动惯量是指伺服电机本身的惯量，可以通过以下公式计算：J_m=m_m*r_m²+J_r其中，J_m为转动惯量，m_m为伺服电机本身的质量，r_m为伺服电机本身的半径，J_r为转动装置的惯量。
根据具体应用的转动装置进行确定。
七、功率计算功率是伺服电机输出的功率，可以通过以下公式计算：P=T*ω/1000其中，P为功率，T为转矩，ω为速度。
在计算功率时，需要考虑到实际应用中的效率，通常取效率值为0.8左右。
八、综合考虑在进行伺服电机选型设计时，需要综合考虑转矩、速度和功率等参数。
一般来说，转矩需大于或等于最大转矩，速度需大于或等于所需速度，功率需大于或等于所需功率。
同时，还需要考虑价格、体积和可靠性等因素。
伺服电机选型及负载转矩计算
伺服电机选型及负载转矩计算伺服电机是一种能够根据输入信号控制输出轴运动的电机。
它具有灵敏度高、响应速度快、精确度高等优点，广泛应用于工业生产线、机械设备、机器人等领域。
伺服电机的选型主要包括以下几个方面：1.转矩要求：伺服电机的转矩要求主要由负载的转矩决定。
在选型时需要确定负载的最大转矩和平均转矩，以确定伺服电机的额定转矩和峰值转矩。
2.转速要求：伺服电机的转速要求主要由负载的旋转速度决定。
在选型时需要确定负载的最大转速和平均转速，以确定伺服电机的额定转速和峰值转速。
3.加速度要求：伺服电机的加速度要求主要由负载的加速度决定。
在选型时需要确定负载的最大加速度和平均加速度，以确定伺服电机的额定加速度和峰值加速度。
4.精度要求：对于需要高精度运动的负载，伺服电机的精度要求较高。
在选型时需要考虑伺服电机的控制精度和重复定位精度等参数。
在实际选型时，可以根据负载和运动要求确定伺服电机的型号，并通过数据手册来验证选型是否符合要求。
一般来说，伺服电机的型号包括转矩、功率、转速和结构等参数。
负载转矩的计算是伺服电机选型的重要步骤之一、下面介绍一种常用的负载转矩计算方法。
1.静态负载转矩的计算：静态负载转矩是指在静止状态下所受到的负载力矩。
一般可以通过以下公式计算：M=F*R其中，M表示静态负载转矩，F表示负载力，R表示力臂的长度。
如果负载力可以被等效为多个力的叠加，则可以分别计算每个力的负载转矩，并将其叠加得到总的静态负载转矩。
2.动态负载转矩的计算：动态负载转矩是指在运动状态下所受到的惯性力矩和摩擦力矩的叠加。
动态负载转矩的计算可以通过以下公式进行：M=J*α+Ff*R其中，M表示动态负载转矩，J表示负载的转动惯量，α表示负载的角加速度，Ff表示负载所受到的摩擦力，R表示力臂的长度。
在实际计算中，需要考虑负载的惯性矩、摩擦力以及运动过程中可能产生的冲击力矩等因素，并将其叠加计算得到总的动态负载转矩。
负载转矩的计算是伺服电机选型的重要环节，它能够明确负载的要求，并为选型提供基础数据。
伺服电机选型计算公式
伺服电机选型计算公式下图所示是一种采用功率运算放大器LM675制成的伺服电动机控制电路，电动机采用直流伺服电动机。
从图可见，功率运算放大器LM675由15V 供电，15V电压经RP1加到运算放大器LM675的同相输入端，LM675的输出电压加到伺服电动机的输入端。
电动机上装有测速信号产生器，用于实时检测电动机的转速。
实际上测速信号产生器是一种发电机，它输出的电压与转速成正比。
测速信号产生器G输出的电压经分压电路后作为速度误差信号反馈到运算放大器的反相输入端。
速度指令电位器RP1设定的电压值经R1.R2分压后加到运算放大器的同相输入端，相当于基准电压。
伺服电动机的控制原理图伺服电动机用字母M表示伺服电动机，是驱动系统的动力之源。
运算放大器：用电路名称表示，即LM675，是伺服控制电路中的放大器件，为伺服电动机提供驱动电流。
速度指令电位器RP1：在电路中设定运算放大器的基准电压，即速度设定。
放大器增益调整电位器RP2：在电路中分别用于微调放大器的增益和速度反馈信号的大小。
当电动机的负载发生变动时，反馈到运算放大器反相输入端的电压也会发生变化，即电动机负载加重时，速度会降低，测速信号产生器的输出电压也会降低，使运算放大器反相输入端的电压降低，该电压与基准电压之差增加，运算放大器的输出电压增加。
反之，当负载变小、电动机速度增加时，测速信号产生器的输出电压上升，加到运算放大器反相输入端的反馈电压增加，该电压与基准电压之差减小，运算放大器的输出电压下降，会使电动机的速度随之下降，从而使转速能自动稳定在设定值。
伺服电机优点1、精度：实现了位置，速度和力矩的闭环控制；克服了步进电机失步的问题；2、转速：高速性能好，一般额定转速能达到2000～3000转；3、适应性：抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用；4、稳定：低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。
伺服电机的选型计算
⋅
2
电机转速为3000转 TL = 0.035 TL ⋅ 2 ⋅ n PZ ≔ ―――― = 12.107 η 查表得MQMA-02 Pe ≔ 0.2 JM ≔ 0.42 ⋅ 10
−4
⋅
3 1 n=⎛ ⎝3 ⋅ 10 ⎞ ⎠ ――
⋅
⋅
2
Te ≔ 0.64
⋅
TAC ≔ 1.91
⋅
(5）最短加减速时间 ⎛ ⎝JM + JL⎞ ⎠ ⋅ (n − 0) ⋅ 2 tAC ≔ ――――――― = 0.026 TAC − TL 工作时加减速时间为0.08秒，则加减速转矩为 tAC ≔ 0.08 ⎛ ⎝JM + JL⎞ ⎠ ⋅ (n − 0) ⋅ 2 TAC ≔ ―――――――+ TL = 0.641 tAC (6）运行模式及热校核 t1 ≔ 0.1 t2 ≔ 0.1 t3 ≔ 0.1 t0 ≔ 0.2 ⋅
T1 ≔ TAC = 0.641
⋅
T3‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾ T1 ⋅ t1 + T2 ⋅ t2 + T3 ⋅ t3 Trms ≔ ―――――――― = 0.405 t0 + t1 + t2 + t3
⋅
丝杆螺距 p=10mm,输送质量 W=20kg,推力0kg(无),试选择伺服电机的容量.
(1）最大移动速度v 由于采用直接传动，减速比i=1,当选择电机的额定转速为3000r/min时，工作台 的最大移动速度为: 1 p ≔ 10 i≔1 n ≔ 3000 ⋅ ―― min v ≔ n ⋅ p ⋅ i = 500 ――
2 2
⋅
2
(3）负载转矩Tl 工作台导轨移动摩擦系数=0.1，机械效率=0.9 μ ≔ 0.1 η ≔ 0.9 F≔0 ⋅
伺服电机选型计算实例
伺服电机选型计算实例
伺服电机选型计算实例是指，对于一个特定的应用系统，根据其动力需求来选择合适的伺服电机。
1.首先，应该明确的是伺服电机的应用系统的动力需求，包括运动学要求、负载特性、运行条件及要求的动力性能等。
2.然后，根据动力需求，确定伺服电机的型号，并根据相关型号的参数对比，确定最合适的伺服电机型号。
3.最后，确定选择的伺服电机的安装形式，将伺服电机与负载安装在一起，根据驱动系统的工作原理，进行具体的安装处理。
升降机伺服电机选型计算实例
升降机伺服电机的选型计算实例如下。
首先，我们需要确定升降机的升降速度和负载重量。
假设升降机的升降速度为10米/分钟，负载重量为50公斤。
接下来，我们需要选择合适的伺服电机型号。
在选择伺服电机时，我们需要考虑升降机的效率、转速和转矩等因素。
另外，我们需要选择能够提供足够力量的电机，以确保升降机可以正常运行。
在此过程中，我们可以考虑使用额定功率计算公式，根据升降机的功率需求来选择合适的伺服电机。
具体的计算方法如下：功率(P)＝力(F)×速度(V)÷杠杆臂(G)×95%的效率。
其中，杠杆臂通常可以取定为95%，效率则取决于具体的机构运动部分之间的摩擦等因素。
根据上述公式，我们可以将已知的数据代入其中，即负载重量为50公斤，升降速度为10米/分钟。
为了方便计算，我们可以假设升降机的效率为0.95。
接下来，我们就可以根据公式来计算升降机所需的功率：功率= 负载重量×升降速度÷杠杆臂×0.95 = 50 ×10 ÷95% = 52.6瓦特（W）由于升降机通常需要两台或更多伺服电机来同时工作，以确保升降机的稳定性和安全性，因此我们需要选择功率更大的伺服电机。
在实际应用中，我们通常会选择与所需功率相当或略高的伺服电机型号。
考虑到升降机的安全性和效率，我们建议选择一个较为强劲的伺服电机，如无刷电机或者步进电机等。
其中无刷电机以其稳定的性能和较低的维护成本而被广泛应用在升降机领域。
对于具体型号的选择，需要考虑电机的输出功率、扭矩、转速等参数。
此外，根据实际工况和使用环境，还需要考虑电机的温度、噪音、防水防尘等级等因素。
在实际使用过程中，我们还需要对伺服电机进行定期维护和检查，以确保其正常运行。
如果出现异常情况，需要及时处理，避免造成安全事故。
总之，升降机的伺服电机选型需要考虑升降速度、负载重量、效率和安全等因素。
通过功率计算公式和实际应用选择合适的伺服电机型号，可以提高升降机的效率和安全性。
垂直丝杠的伺服电机选型计算
垂直丝杠的伺服电机选型计算垂直丝杠伺服电机的选型计算是指通过计算确定适合垂直丝杠运动的伺服电机的参数和规格。
这个计算过程涉及到许多因素，如负载要求、速度、加速度、精度、功率等等。
下面我们将简要介绍垂直丝杠伺服电机选型计算的步骤和注意事项。
步骤1：确定负载要求首先要确定所需驱动的负载要求，包括负载的质量、惯性、运动要求等。
其中，负载的质量和惯性将直接影响到所选伺服电机的额定扭矩和功率需求。
步骤2：计算所需扭矩根据所选伺服电机的负载要求，可以计算出所需的最大扭矩。
这包括静态负载扭矩和动态负载扭矩。
静态负载扭矩是指负载所受的重力以及其他静态力产生的扭矩。
而动态负载扭矩是指负载在运动过程中产生的额外扭矩。
步骤3：计算所需功率根据所需的最大扭矩，可以计算出所需的最大功率。
功率是衡量伺服电机输出能力的指标，它与扭矩和转速直接相关。
通常情况下，所选伺服电机的功率应大于等于所需的最大功率。
步骤4：选择合适的电机类型和规格根据所选伺服电机的负载要求、最大扭矩和最大功率，可以选择合适的电机类型和规格。
常见的垂直丝杠伺服电机类型包括直流无刷电机（BLDC）和交流无刷电机（BLAC）。
每种类型的电机都有其特点和适用范围，选择时需要综合考虑负载特性和应用要求。
步骤5：考虑运动精度和控制系统在选择伺服电机时还要考虑运动精度和控制系统。
垂直丝杠的运动精度通常要求较高，所以需要选择具有较高分辨率和低回差的伺服电机。
此外，控制系统的稳定性和响应速度也是选择伺服电机时需要考虑的因素。
总结：垂直丝杠伺服电机的选型计算涉及到许多因素，包括负载要求、扭矩、功率、精度、控制系统等等。
在进行计算时，需要综合考虑这些因素，并选择合适的电机类型和规格。
选型计算的准确与否将直接影响到垂直丝杠系统的性能和稳定性。
因此，在进行选型计算时需要仔细分析并合理选择，以满足实际应用的要求。
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Item 1 Ball Screw使用条件 运动条件 移动物体质量 M 移动距离 Ltr 实际输送速度 f 运动加速度（平均） α 最大转速 Nmax 运动精度 润滑方式 安装方式 传动方式 希望寿命 L F1 1 n1 t1 F2 n2 2 t2 F3 3 n3 t3 F4 n4 4 载荷条件 t4 F5 n5 5 t5 F6 n6 6 t6 F7 n7 7 t7 Fm 平均 Nm 2 B/S单元 D 丝杠外径 l 导 程 旋转方式 Lb 安装距离 L 丝杠全长 螺母形式 滚珠卷数 Fp 预压载荷 d 轴向窜量 动 Ca 额定载荷 静 Coa Kb 刚性 3 支撑侧 固定侧 形式 预压载荷 刚性 额定动 Ca(1列) 极限动 型式 予圧荷重 剛性 额定动 Ca(1列) 极限动 N N/μm N N unit
一般情况取2-3 最大载荷小于此值
最大载荷小于此值
最大扭矩大于此值 垂直时为上升等速
马达所需惯性力矩 Jm=J/C (Kg*m^2)
0.000339317
0.000139417
1.6718E-05
惯量比(负载/电机) 日系10倍(详见样本) 欧系20倍(详见样本)
77676734.xlsSheetXYZ轴
国外丝杠螺纹长颈比<70（正常情况） 国产丝杠螺纹长颈比<30（正常情况） 导程根据电机转速、传动速度定
根据选丝杠螺母
定格荷重 Pretention 反向驱动侧
N N/μm N N N
24500 32000 （NSK） 17x47x15
24500 32000 （NSK） 17x47x15
24500 32000 （NSK） 17x47x15
2/2
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0.133518519 1.721521099 0.000697085 2058 0.000602 3.01
700 800 ○ 3852 15.1 12.5 700 27000 15.00 1800 3852 3.927 12.500 700 ○ 0.017 1.20E-05 700 2 ○ 5082 204000 12.500 700.000 10.2 ○ 16900 492 1.2 1507 2.35E+10 2.59E+05 ○ 17TAC 47B 24500 49856 1.2 295.2 1507 3.31E+11 3.66E+06 ○ 18125 147 12.5 ○ 1.09:25016270
Y-25
dudu_2011.05. dudu_2011.05.04
Z-25
Note
60 20 40 1500 FSW 2505-3
3x1
9 25 5 1500 FSW 2505-3
3x1
18 15 10 1800 FSW 2505-3
3x1
1000
固定ー固定
0.922398589 0.173714087 0.00016718 944.622 0.0000404 0.505
实际速度小于此值
按表比较 取安全系数α=0.8
Nm(Max Speed)=α60λ^2(EIG/Γa)^2/2ΠL^2 (min-1)
14
15
16
） ）
17
18
19
λ:安装相关危险系数(见右表) dr：丝杠谷径(mm) L：安装距离(mm) 温升对丝杠传动精度影响 λ=ａ*Ｌs*ｔ （ｍｍ） a:热膨胀系数(1/°C) Ls：丝杠螺纹长（ｍｍ） t：温升数值（°C） 丝杆临界压曲载荷计算 P1=b*∏^2*E*I/2L^2=adr*4*10^4/L^2(N) Ｅ：弹性模量 2.04×105 (N／mm2) dr：丝杠谷径(mm) L：安装距离(mm) a：安装相关系数(见右表) 丝杠理论寿命计算 B/S额定动载荷Ca(N) B/C轴向平均载荷Fm(N) 荷重系数fw B/S平均回转数Nm(min-1) 疲劳寿命(回转数) L=(Ca/(Fm*fw))^3E+6 疲劳寿命(时间) Lt=L/(60*Nm)(H) 轴承理论寿命计算 Bearing型式 Bearing额定动载荷Ca(1列)(N) Pretention force(N) Double ancher 配分安全系数 Bearing 平均荷重 Fm(N) Bearing平均回转数 Nm(min-1) 回转数寿命L=(Ca/(Fm*fw))3 *E+6(rev) 时间寿命 Lt=L/(60*Nm)(H) 丝杆临界压缩拉伸载荷计算 P2=σ*∏*dr^2/4=116*dr^2 σ：容许拉伸压缩应力(MPa) dr：丝杠谷径(mm) 马达选定相关计算 最大旋转扭矩计算 Tmax=T1+T2
额定载荷
☀ 马达有效转矩
N.m
19300 25000 1.124364595
19300 25000 0.229690017
19300 25000 0.76722738
额定扭矩大于此值
77676734.xlsSheetXYZ轴
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数控系统滚珠丝杠及马达选定计算( 数控系统滚珠丝杠及马达选定计算(2/2)
根据实际情况，每种方式适应不同场合
Kg mm m/min G min-1
H N min-1 s N s s N min-1 s N min-1 s N min-1 s N min-1 s N min-1 s N min-1 mm mm R/L mm mm
N mm N N N/μm
X-25 Y-25 （Lead 5） （Lead 5） 轴转-螺母运动 轴转-螺母运动 80 150 1000 1800 60 9 0.680 0.200 1500 1500 C3 C3 Grease Grease 固定-固定 固定-支撑 Linear Roller 20,000 613.872 445.41 1200.000 22.500 0.15 0.08 80.752 151.41 1500 1500 1 12 -452.368 -142.59 1200.000 22.500 0.15 0.08 -613.872 -445.41 1200.000 22.500 0.15 0.08 -80.752 -151.41 1500 1500 1 12 452.368 142.59 1200.000 22.500 0.15 0.08 0 0 0 0 2.60 0.50 317 152 1292 1481 台湾 台湾 20 25 40 5 R R 1100 1942 1200 2000 FSW 2505-3 FSW 2505-3 3x1 3x1 1000 1000 0 0 16900 16900 44600 44600 （NSK） 17TAC 47B 17x47x15 （NSK） 17TAC 47B 17x47x15
外部扭矩 T1=Fa*l*A/2∏η (N.M) 加速扭矩 T2=J*w'*10^3 (N.M) 惯性力矩 J=m(l/2∏)^2*A^2/10^6+Js*A^2(kg 角加速度 w'=2∏Nm/60t (rad/s^2) 丝杠全长惯性力矩Js=J1*ι (Kg*m^2) 单位长度丝杠惯性力矩J1(1*10^(-3)Kg*cm^2)/
1800
固定ー支持
600
固定ー支持
1100 1200 ○ 3167 21.9 17.5 1100 30000 20.00 1500 3167 4.73 17.500 1100 ○ 0.026 1.20E-05 1100 2 ○ 15735 204000 17.500 1100.000 20.3 ○ 16900 317 1.2 1292 8.79E+10 1.13E+06 ○ 17TAC 47B 24500 154359 1.2 190.1 1292 1.24E+12 1.60E+07 ○ 35525 147 17.5 ○ 4.487220145
X、Y轴为水平传动；Z轴为垂直传动 594.97 90.000 0.20 520 1800 2 445.03 90.000 0.20 385.03 90.000 0.20 460 1800 2 533.5 90.000 0.20 392 0 7.60 492 1507 台湾 15 10 R 700 800 FSW 2505-3 3x1 1000 0 16900 44600 （NSK） 17TAC 47B 17x47x15 F6向右等减速=-μmg-f+ma F6下降等减速=-f+mg+ma F7待机时间 F3向左等减速=μmg+f-ma F3上升等减速=f+mg-ma F4向右等加速=-μmg-f-ma F4下降等加速=-f+mg-ma F5向右等速=-μmg-f F5下降等速=-f+mg F1向左等加速=μmg+f+ma F1上升等加速=f+ma+mg F2向左等速=μmg+f F2上升等速=f+mg
非标设计
QQ: QQ:25016270
Z-25 （Lead 5） 轴转-螺母运动 50 600 18 0.153 1800 C3 Grease 固定-支撑
dudu_2011.05. dudu_2011.05.04
計算式 考虑装配原因取滚动导轨µ=0.1计算 导轨面摩擦阻力，正常µ=0.003-005 垂直时预压等级按中预压、取300N/m 移动物体质量为工作台+物体总和 加速度国产立加为<0.5G，国外稍大 速度曲线根据节拍事先确定 根据工件精度要求
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 轴名称 输送速度(m/min) 丝杠外径(mm) 丝杠导程(mm) 最大转速(min-1) 螺母形式(NSK) 有效卷数 移动距离(mm) 固定方式 丝杠螺纹全长(mm) 丝杠全长(mm) 关键速度 Critical speed Ｎｃ=（f*dr／Ｌ＾２）E+7(min-1) f：安装相关系数r dr：丝杠谷径(mm) L：安装距离(mm) （Ｌ事先设定） 13 Dn=D＊n D：滚珠丝杠直径（ｍｍ） n：realite Speed（min-1）