伺服电机和步进电机丝杆选型问题总结
东台市繁展金属制品有限公司总结如下：
工况条件：
负载的总质量(包含工作台)M1=10kg
负载的***大移动速度：VM=80mm/s
丝杆质量: Ms = 1.24 kg
丝杆外径: Da = 20 mm
丝杆螺距值: P = 20 mm
丝杆与水平面之间的角度: θ= 0°
丝杆的摩擦系数：u1 = 0.3
加速时间：t1 = 0.1s
丝杆轴向外力: FA = 0 N
电机转速: n1 = 3000 rpm
安全系数: Sf = 1.5
预选伺服电机额定转动惯量:JS = 0.000056 kg*m^2
预选伺服电机额定功率: PS = 400 w
一、伺服电机选型：
1.对应负载***大移动速度输入转速
由 n2 =(60*VM)/60 rpm
得 n2 = 240rpm
2.计算所需的减速比
由 I = n1/n2
得 I = 12.5 (***终选定的减速比值小于等于计算值，因为减速机减速比是固定值)
3.计算负载总的转动惯量
由JK=1/2*M*R^2 计算出丝杆的转动惯量、滑动负载的转动惯量、其它件的转动惯量
3.1丝杆的转动惯量
由 J1 = 1/8* Ms*Da^2
得 J1 = 0.000062kg*m^2
3.2滑动负载的转动惯量
由 J2 = M1*( P/2*PI())^2
得 J2 =0.000101321 kg*m^2
3.3其它连接件的转动惯量
J3 = 0.00001 kg*m^2
3.4 部件总转动惯量
由JK= J1+J2+J3
得JK=0.000173321 kg*m^2
4. 计算折算到电机端负载总的转动惯量
由 JD=JK/(i^2)
得 JD=1.109*10^-6kg*m^2
5.计算折算到电机端负载转动惯量与预选电机转动惯量比
由 IJ = JD/JS (IJ=JD/JS <20则合格，否则不合格)
得 IJ = 0.019808
6.计算负载总的扭矩
6.1 匀速时的轴向负载
由 F1 = M1*g*sinθ+u1*M1*g*cosθ
得 F1 = 30 N
6.2匀速时的轴向扭矩
由T = (F1*P)/2*PI()
得T = 0.0954 N*M
6.3加速时的角加速度
由ε=(2*PI()*n2)/(60*t1)
得ε= 251.3 rad/s^2
6.4加速时的轴向扭矩
由Ta = JK*ε
得Ta = 0.0435 N*M
6.5负载总的扭矩
由Tz = (Ta+T)*Sf
得Tz = 0.2085 N*M
7.计算预选伺服电机额定扭矩
由T0 = 60*PS/(2*PI()*n1)
得 T0 = 1.27N*M
8.计算预选伺服电机经过减速机后的扭矩
由 TK = T0*i
得 TK = 15.91
9. 计算预选伺服电机经减速后与负载总扭矩比
由I2 = TK/TZ (I2=TK/TZ>2则合格，否则不合格)
得 I2 = 76.3
对于伺服电机选型，计算出的速比，只要我们电机功率合适，速比值比计算值小都能使用;如果按照计算出的速比值、负载总扭矩、输入转速直接计算出来的电机功率;往往电机功率值很小，而减速机速比很大;所以我们通过预选合适功率的电机，和合适的速比来跟负载的转动惯量和负载的总扭矩值比较，选出合适的电机。
二、步进电机选型：
1. 计算折算到电机端负载总的转动惯量与预选步进电机转动惯量比
由IB=JD/JB (IB=JD/JB<5则合格，否则不合格)
2. 计算步进电机带动负载运行需要的总扭矩
由TB = Tz*Sf
得TB = 0.312 N*M
3.预选步进电机实时取值
TX = 4.5 N*M (对应皮带线速度输入转速<300RPM,按额定扭矩，否则查找拒聘曲线图手动输入)
4. 预选步进电机经过减速机后的扭矩
由TB0 = TX* i
得TB0 = 56.25 N*M
5.预选步进电机经过减速后与步进电机带动负载运行需要总扭矩比
由IB0 = TB0/TB (IB0=TB0/TB>1.5则合格，否则不合格)
得IB0 = 179.78
步进电机：对应皮带线速度输入转速<300RPM,按额定扭矩，否则查找拒聘曲线图手动输入
*注：
1.手动输入的速比值一定要比自动计算出来的小
2.选步进电机时手动输入的扭矩值要比额定扭矩值小
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