电机选型计算-个人总结版精编版
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电机选型-总结版
电机选型需要计算工作扭矩、启动扭矩、负载转动惯量,其中工作扭矩和启动扭矩最为重要。 1工作扭矩T b 计算:
首先核算负载重量W ,对于一般线形导轨摩擦系数μ=0.01,计算得到工作力F b 。
水平行走:F b =μW 垂直升降:F b =W 1.1齿轮齿条机构
一般齿轮齿条机构整体构造为电机+减速机+齿轮齿条,电机工作扭矩T b 的计算公式为:
T b =F b ∙D
2
其中D 为齿轮直径。 1.2丝杠螺母机构
一般丝杠螺母机构整体构造为电机+丝杠螺母,电机工作扭矩T b
的计算公式为:
T b =F b ∙BP 2πη
其中BP 为丝杠导程;η为丝杠机械效率(一般取0.9~0.95,参考下式计算)。
η=1−μ′∙tanα
1+
μ′tanα
其中α为丝杠导程角;μ’为丝杠摩擦系数(一般取0.003~0.01,参考下式计算)。
μ=tanβ
其中β丝杠摩擦角(一般取0.17°~0.57°)。
2启动扭矩T计算:
启动扭矩T为惯性扭矩T a和工作扭矩T b之和。其中工作扭矩T b 通过上一部分求得,惯性扭矩T a由惯性力F a大小决定:
F a=W∙a
其中a为启动加速度(一般取0.1g~g,依设备要求而定,参考下式计算)。
a=v t
其中v为负载工作速度;t为启动加速时间。
T a计算方法与T b计算方法相同。
3 负载转动惯量J计算:
系统转动惯量J总等于电机转动惯量J M、齿轮转动惯量J G、丝杠转动惯量J S和负载转动惯量J之和。其中电机转动惯量J M、齿轮转动惯量J G和丝杠转动惯量J S数值较小,可根据具体情况忽略不计,如需计算请参考HIWIN丝杠选型样本。下面详述负载转动惯量J的计算过程。
将负载重量换算到电机输出轴上转动惯量,常见传动机构与公式如下:
J=W×(BP
2×103)
2
×(
1
GL
)
2
J:电机输出轴转动惯量(kg·m2)W:可动部分总重量(kg)BP:丝杠螺距(mm)
GL:减速比(≥1,无单位)
J=W×(D
2×103)
2
×(
1
GL
)
2
J:电机输出轴转动惯量(kg·m2)W:可动部分总重量(kg)
D:小齿轮直径(mm)
链轮直径(mm)
GL:减速比(≥1,无单位)
J=(J1+W×(
L
103
)
2
)×(
1
GL
)
2
J:电机输出轴转动惯量(kg·m2)
J1:转盘的转动惯量(kg·m2)
W:转盘上物体的重量(kg)
L:物体与旋转轴的距离(mm)
GL:减速比(≥1,无单位)
4 电机选型总结
电机选型中需引入安全系数,一般应用场合选取安全系数S=2。则电机额定扭矩应≥S·T b;电机最大扭矩应≥S·T。同时满足负载惯量与电机惯量之间的比值≤推荐值。