怎樣計算滾珠絲杠驅動扭矩及電機功率
在機械設備里面，滾珠絲杠驅動扭矩及電機功率的計算十分重要，這篇文章將介紹這方面的經驗知識。
步驟/方法
速運行，非精確計算可以套用以下公式：Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1）
式中
Ta：驅動扭矩kgf.mm；
Fa：軸向負載N（Fa=F+μmg， F：絲杠的軸向切削力N，μ：導向件的綜合摩擦系數，m：移動物體重量（工作臺+工件）kg，g:9.8 ）；
I：絲杠導程mm；
n1：進給絲杠的正效率。
假設工況：水平使用，伺服電機直接驅動，2005滾珠絲杠傳動，25滾珠直線導軌承重和導向，理想安裝，垂直均勻負載1000kg，求電機功率：
Fa=F+μmg，設切削力不考慮，設綜合摩擦系數μ=0.1，得Fa=0.1*1000*9.8=980N；
Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1），設n1=0.94，得Ta=980*5/5.9032≈830N.mm=0.83N.M
根據這個得數，可以選擇電機功率。以臺灣產某品牌伺服為例，查樣本得知，額定扭矩大于0.83N.M的伺服電機是400W。（200W是0.64N.M，小了。400W額定1.27N.M，是所需理論扭矩的1.5倍，滿足要求）
當然咯，端部安裝部分和滾珠絲杠螺母預壓以及潤滑不良會對系統產生靜態扭矩，也稱初始扭矩，實際選擇是需要考慮的。另外，導向件的摩擦系數不能單計理論值，比如采用滾珠導軌，多套裝配后的總摩擦系數一定大于樣本參數。而且，該結果僅考慮驅動這個靜止的負載，如果是機床工作臺等設備，還要考慮各向切削力的影響。
若考慮加速情況，較為詳細的計算可以參考以下公式（個人整理修正的，希望業內朋友指點）：
水平使用滾珠絲杠驅動扭矩及電機功率計算：
實際驅動扭矩：T=（T1+T2）*e
T：實際驅動扭矩；
T1：等速時的扭矩；
T2：加速時的扭矩；
e：裕量系數。
等速時的驅動扭矩：T1=（Fa*I）/（2*3.14*n1）
T1：等速驅動扭矩kgf.mm；
Fa：軸向負載N【Fa=F+μmg， F：絲杠的軸向切削力N，μ：導向件綜合摩擦系數，m：移動物體重量（工作臺+工件）kg，g:9.8 】；
I：絲杠導程mm；
n1：進給絲杠的正效率。
加速時的驅動扭矩：T2=T1+J*W
T2:加速時的驅動扭矩kgf.m;
T1:等速時的驅動扭矩kgf.m;
J:對電機施加的慣性轉矩kg.m?【J=Jm+Jg1+（N1/N2）？*〔Jg2+Js+m（1/2*3.14）？〕】
Jm:電機的慣性轉矩kg.m?;
Jg1:齒輪1的慣性轉矩kg.m?;
Jg2:齒輪2的慣性轉矩kg.m?;
Js:絲杠的慣性轉矩kg.m?
（電機直接驅動可忽略Jg1 、Jg2）
若采用普通感應電機，功率根據以下公式計算：
P=TN/9549
P：功率；T：扭矩；N：轉速
步驟/方法
速運行，非精確計算可以套用以下公式：Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1）
式中
Ta：驅動扭矩kgf.mm；
Fa：軸向負載N（Fa=F+μmg， F：絲杠的軸向切削力N，μ：導向件的綜合摩擦系數，m：移動物體重量（工作臺+工件）kg，g:9.8 ）；
I：絲杠導程mm；
n1：進給絲杠的正效率。
假設工況：水平使用，伺服電機直接驅動，2005滾珠絲杠傳動，25滾珠直線導軌承重和導向，理想安裝，垂直均勻負載1000kg，求電機功率：
Fa=F+μmg，設切削力不考慮，設綜合摩擦系數μ=0.1，得Fa=0.1*1000*9.8=980N；
Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1），設n1=0.94，得Ta=980*5/5.9032≈830N.mm=0.83N.M
根據這個得數，可以選擇電機功率。以臺灣產某品牌伺服為例，查樣本得知，額定扭矩大于0.83N.M的伺服電機是400W。（200W是0.64N.M，小了。400W額定1.27N.M，是所需理論扭矩的1.5倍，滿足要求）
當然咯，端部安裝部分和滾珠絲杠螺母預壓以及潤滑不良會對系統產生靜態扭矩，也稱初始扭矩，實際選擇是需要考慮的。另外，導向件的摩擦系數不能單計理論值，比如采用滾珠導軌，多套裝配后的總摩擦系數一定大于樣本參數。而且，該結果僅考慮驅動這個靜止的負載，如果是機床工作臺等設備，還要考慮各向切削力的影響。
若考慮加速情況，較為詳細的計算可以參考以下公式（個人整理修正的，希望業內朋友指點）：
水平使用滾珠絲杠驅動扭矩及電機功率計算：
實際驅動扭矩：T=（T1+T2）*e
T：實際驅動扭矩；
T1：等速時的扭矩；
T2：加速時的扭矩；
e：裕量系數。
等速時的驅動扭矩：T1=（Fa*I）/（2*3.14*n1）
T1：等速驅動扭矩kgf.mm；
Fa：軸向負載N【Fa=F+μmg， F：絲杠的軸向切削力N，μ：導向件綜合摩擦系數，m：移動物體重量（工作臺+工件）kg，g:9.8 】；
I：絲杠導程mm；
n1：進給絲杠的正效率。
加速時的驅動扭矩：T2=T1+J*W
T2:加速時的驅動扭矩kgf.m;
T1:等速時的驅動扭矩kgf.m;
J:對電機施加的慣性轉矩kg.m?【J=Jm+Jg1+（N1/N2）？*〔Jg2+Js+m（1/2*3.14）？〕】
W:電機的角加速度rad/s?;
Jm:電機的慣性轉矩kg.m?;
Jg1:齒輪1的慣性轉矩kg.m?;
Jg2:齒輪2的慣性轉矩kg.m?;
Js:絲杠的慣性轉矩kg.m?
（電機直接驅動可忽略Jg1 、Jg2）
若采用普通感應電機，功率根據以下公式計算：
P=TN/9549
P：功率；T：扭矩；N：轉速
該文章由凡一絲桿網整理分享，轉載請注明原文地址！
上一篇：THK精密滾珠絲杠如何選型？
下一篇：車絲杠螺紋前對工件的要求
相關內容
暫無留言！
評論信息