伺服電機選型計算實例 

  關于伺服電機選型是機械設計的重要環(huán)節(jié)，如果選的型號和實際要求相差較大，必然會帶來大的麻煩和不必要的經(jīng)濟損失，伺服電機選型也有相應的規(guī)律和公式可循的。最常見的機械傳動結構有同步帶，齒輪齒條，絲桿等。需要計算的參數(shù)有電機轉速，電機力矩，轉動慣量。

同步帶傳動  ：

電機額定轉速N=（v/2πr）*i

啟動瞬間需要的拉力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電機=T扭矩/機械減速比n

 電機功率=N*T電機/10

啟動慣量J=1/2mR2 

 電機慣量J電機=J/減速比的平方n2/慣量比i

舉個例子：

垂直的同步帶拉升物體。

A：同步帶輪直徑D=100mm、提升機載貨臺總重M=30kg、貨物總重m1=10kg，配重m2=25kg，提升滾動摩擦系數(shù)取δ=0.03、加速度a=2m/S2、提升速度v=3m/s。減速機減速比i=5。

（1）電機額定轉速：

n=（v/2πr）*i

   =3/(2*3.14*0.05)*5*60=2866r/min

（2）啟動瞬間需要的拉力：

F=（M+m1-m2）a+δ（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

折算電機需要扭矩

T1=9.225Nm/5=1.85Nm

折算電機功率

P1=2866*1.85/10=0.5KW

（3）啟動慣量

J=1/2mR2

  =0.5*（10+30+25）*0.0025=0.08125kgm2

折算電機需要慣量

J1=0.08125/25=0.00325kgm2

根據(jù)經(jīng)驗值取慣量比=10，則實際J電=J1/10=0.000325kgm2

經(jīng)計算：電機至少滿足以下條件

下面看下1.2千瓦3000RPM，4牛米的電機的慣量是2.98*10-4 kgm2

所以可以選擇80ST-M04030的電機。

齒輪齒條傳動

     因為齒輪齒條傳遞動力大、效齒輪傳動的特點，齒輪傳動用來傳遞任意兩軸間的運動和動力,其圓周速度可達到300m/s,傳遞功率可達105KW,齒輪直徑可從不到1mm.，壽命長,工作平穩(wěn),可靠性高，能保證恒定的傳動比,能傳遞任意夾角兩軸間的運動。不管是直齒條還是精度和效率更高的斜齒條都在工業(yè)機械設備中廣泛的應用。

關于齒條齒輪換算公式：

電機轉速N(rpm)，直線速度V(mm/s)  機械減速比i

N=V*60/1000*S

電機力矩計算：

負載重量M(kg),速度V（mm/s）,加速時間T（S）,摩擦系數(shù)δ，齒輪半徑R

加速度a=v/t(m/s2)

齒排切向力F1=Mgδ+Ma

齒輪力矩F2=F1*R/1000

電機力矩F電機=F2/i

負載慣量計算

w-工件及工作臺重量(kgf)

R-齒輪分度圓半徑(cm);

折算到這邊電機這邊的慣量J電機=J/i2=WR2/gi2

舉個簡單的額例子;

負載重400KG，速度要求500mm/S,加速度2m/s2齒條3M，齒輪25,齒輪外徑85，摩擦系數(shù)0.15，選型減速機和伺服電機的型號。

先看速度：

S=齒數(shù)*模數(shù)*3.14/0.9424763

  =25*3*3.14/0.9424763=250mm

齒輪速度N1 =V*60/1000*S=500*60/1000*S

                     =500mm*60s/1000*0.250m=120rpm

電機需要轉速為N=N1*i

齒排切向力

F1=Mgδ+Ma=400*10*0.15+400*2=1400

齒輪力矩

F2=F1*R/1000=1400n*47mm/1000=66nm

F電機=F2/i

慣量：

J電機=J/i2=WR2/gi2=400*0.0472/10*202=2.2*10-4 kgm2

暫時選20比減速機，則電機轉速N=20*120=2400rpm

電機力矩：F電機=66/20=3.3nm

根據(jù)這個電機的參數(shù) 選擇減速機用80法蘭，20比的行星減速機。

以上就是東么川給大家介紹的伺服電機選型方法，具體可以咨詢官網(wǎng)客服。