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滚珠丝杠及驱动电机力矩计算公式

发布者:畅馨精工   发布时间:2020-4-14 8:54:27

滚珠丝杠在计算时,需要考虑系统需要的精度,速度,载荷等基本条件。

定位精度的要求,决定了导程精度的选择。比如行程700mm,±0.05/700mm的定位精度要求。那么假定螺纹有效长度800mm(需要考虑螺母长度和行程余量,所以大于700mm),则选择C5精度,因为C5精度在800mm内的误差控制在±35um以内,小于±50um,在要求以内,剩下的±15um误差,分配给系统刚度和控制误差。

运行速度V(mm/min)和滚珠丝杠的导程L(mm)及马达转速n(r/min)有关,L=V/n。高速要求时,可以适当加大导程,但是导程的加大会要求更大的马达驱动力矩(Ta=Fa*L/2πη),所以需要综合考虑。

选择滚珠丝杠时,根据载荷确定需要的扭矩及电机,是最花时间的一块。

滚珠丝杠计算扭矩时,分为等速扭矩T1,和加速扭矩T2。

其中等速扭矩:T1=(Ta+Tpmax+Tu)/i。i=丝杠侧齿数N2/马达侧齿数N1,表示减速比。

Ta=Fa*L/2πη: 表示匀速时的驱动力矩。

Tpmax=0.05(tanβ)^-0.5*Fa0*L/2π(基准力矩)+Δ:表示预紧滚珠丝杠的最大动摩擦力矩,β表示螺纹升角,Fa0表示预紧力。Δ表示力矩变动率的上许可范围,可以在计算了基准力矩的基础之上,查表求得。当然,Tpmax也可以在具体的丝杠型号参数表中查得。

Tu:支撑轴承的摩擦力矩,可以在轴承参数表中查得。

而加速扭矩:T2=T1+Jα。

J=JM+JG1+(JG2+JS+m*(L/2π)^2)/i^2:表示对电机的转动惯量。

JM: 电机的转动惯量。

JG1: 马达侧齿轮的转动惯量。

JG2: 丝杠侧齿轮的转动惯量。

JS: 丝杠轴的转动惯量。

m: 移动物体总质量。

α:马达的角加速度。

而梯形丝杠一般只需要一个公式就够了,T1=FP/2πη,因为梯形丝杠适用于低速的应用,不存在高速往返,高加减速等问题,当然也需要结合实际要求做计算,并给定一定的余量。

滚珠丝杆

文章整理:滚珠丝杠及驱动电机力矩计算公式www.ch-xin.com


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