力矩计算专用课件.pptVIP

东莞市凯福机电有限公司(Tel:0769Fax:0769 负载力矩计算 一、机构分类 1、直线机构：螺杆、同步轮/带等 2、旋转机构 负载力矩计算 二、力矩计算 1、负载力矩包括运行力矩（摩擦力矩）和加速力矩 负载力矩计算 三、直线机构运行力矩计算 1、螺杆机构运行力矩（摩擦力矩）计算 负载力矩计算 三、直线机构运行力矩计算 2、同步轮/带运行力矩（摩擦力矩）计算 负载力矩计算 四、旋转运行力矩计算 负载力矩计算 五、加速力矩计算 负载力矩计算 六、负载转动惯量计算 1、螺杆机构 负载力矩计算 六、负载转动惯量计算 2、同步轮/带机构 负载力矩计算 六、负载转动惯量计算 3、旋转机构 步进电机选型 两要素：力矩匹配惯量匹配 1、力矩匹配 步进电机选型 两要素：力矩匹配惯量匹配 2、惯量匹配 步进电机选型 减小负载惯量的方法 步进电机选型 步进选用举例 步进电机选型 步进选用举例 * 运动控制新理念 直线机构 旋转机构 M=Ma+Mf M：负载力矩（N.m） Ma：负载加速力矩（N.m） Mf：负载运行力矩（N.m） 运动控制新理念 Mf=(1/η+μ0/3)FPB/(2π) F=FA+mg(sinα+μcosα) Mf：负载运行力矩（N.m） FA：负载外力（N） PB：螺杆螺距（m/rev） α:螺杆水平时为0，垂直时为90度 η：效率（0.9）； μ：滑动面摩擦系数（0.05） μ0：预压螺帽内部摩擦系数（0.2—0.3） m：负载总质量（kg） 运动控制新理念 Mf=FD/(2ηi) F=FA+mg(sinα+μcosα) Mf：负载运行力矩（N.m） FA：负载外力（N） D：终端滚轮直径（m） i：减速比（机构的减速比，不是马达减速比） α:水平运行时为0，垂直时为90度 η：效率（0.9）； μ：滑动面摩擦系数 m：负载总质量（kg） 运动控制新理念 旋转机构，轴承支撑负载，摩擦力矩极小，与加速力矩不在同一量级，计算时常常忽略 运动控制新理念 Ma=2（Jm+Jt）×π × V/t Ma：负载加速力矩（N.m） Jm：马达转子转动惯量（kg.m2） Jt：负载转动惯量（kg.m2） V：运行目标速度（rps） t：加速时间（s） 公式中，Jm已知量，V、t设计量。未知量为Jt 运动控制新理念 Jt=1/2*maR2+m(PB/(2π))2 Jt：负载转动惯量（ kg.m2 ） ma：螺杆质量（kg） R：螺杆半径（m） m：移动负载总质量（kg） PB：螺杆螺距（m/rev） 运动控制新理念 Jt=m(A/(2π))2 Jt：负载转动惯量（ kg.m2 ） m：负载总质量（kg） A：电机转动一周负载移动量（m） 运动控制新理念 运动控制新理念 圆盘机构 Jt=1/2*mR2 Jt：负载转动惯量（ kg.m2 ） m：负载总质量（kg） R：旋转机构半径（m） 矩形机构 Jt=1/12m(A2+B2)+ml2 X0轴为物体重心，X为旋转轴 l=X轴和X0轴的距离（m） a.安全系数 考虑到计算误差和装配精度，应保证2倍以上安全率 b.最高转速 考虑步进力矩随速度升高而衰减 马达选型时，必要转矩必须在马达运行曲线以下 马达运行力矩曲线 运动控制新理念 运动控制新理念 a.负载转动惯量不应超过马达转动惯量10倍 b.惯量比过大时，则起动、停止时的过冲和回冲亦变大，因而会影响起动、稳定时间 c.当负载惯量过大时，需减小加载到马达转轴的惯量 惯性比大时，起动、停止抖动 a.改变负载驱动方式 驱动相同负载，滚珠螺杆驱动与同步轮拖动相比，转动惯量会小很多 b.在马达转轴和负载连接时增加减速机构 使用1：10减速步进电机时，能驱动的负载转动惯量将成平方增加，变为原负载惯量的100倍，此方法最常用 运动控制新理念 ★步进电机使用举例 如右图 负载运行模式为0.4s定位36°，设定加减速时间各为0.1s，最高速度约为0.33rps 计算马达转轴A点负载转动惯量 Jt=142222g.cm2计算必要力矩MB=1.77N.m 运动控制新理念 重量10kg，直径320 同步轮1:3 A S60D120A-MAA8S2(1:18) 3N.m 135g.cm2 Y09-59D3-7655 6.4N.m 2750g.cm2 ? ? ★步进电机使用举例 装机对比，虽然7655电机力矩大，但因负载惯量转子惯量比大，起动、停止时明显抖动；而