步進電機選型自動計算V1.1

1、絲杠水平運動選型計算表格機械結構參數(shù)：速度：Vl=120 m/min*滑動部分質(zhì)量M=30 kg*絲杠部分長度LB=1.93 m*絲杠直徑DB=0.035 m*絲杠導程PB=0.15 m*連軸器質(zhì)量MC10 kg*連軸器直徑DC0.035 m*摩擦系數(shù)=0.05*移動距離L=1.3 m機械效率=0.9*定位時間t=0.65 s*加減速時間比A=25%*外力FA=0 N移動方向與水平軸夾角a =0 1)速度曲線加速時間t0=t*A = 0.1625s2)電機轉(zhuǎn)速NM =Vl/PB= 800rpm3)負荷轉(zhuǎn)矩計算軸向負載F =FA+= 14.7Nm負載轉(zhuǎn)矩TL =0.389928699Nm4)克服

2、慣量的加速轉(zhuǎn)矩計算（也稱做：啟動轉(zhuǎn)矩）直線運動平臺與負載慣量JL =0.01709787kgm2(sincos )AFmgaa+m2BFPph2()2BP mp滾珠絲杠慣量JB = 0.002246247kgm2連軸器慣量JC= 0.00153125kgm2總負荷慣量JL=JL+JB+JC= 0.020875367kgm2啟動轉(zhuǎn)矩TS=11.32928195Nm5)必須轉(zhuǎn)矩必須轉(zhuǎn)矩TM=(TL+TS)*S= 23.4384213Nm6)電機選擇根據(jù)計算，初步確定電機型號，然后輸入轉(zhuǎn)子慣量，確認TM7)負荷與電機慣量比慣量比I1=18.977606058)負荷與減速機慣量比當負荷與電機慣量比5時

3、，考慮采用減速裝置，提高慣量匹配折算后的慣量比I2=2.108622895T=7.812807101N=2400432BBL Dpr21 8CmD12()60mlNm JJtp+其他常數(shù)G=9.8 m/spi=3.1416絲杠密度=7900 kg/m3絲杠水平運動選型計算表格安全系數(shù)S=2電機慣量JM=0.0011 kgm2減速機減速比i3電電機機選選型型計計算算一.電機扭矩的計算電機扭矩的計算涉及到2部分：1.克服驅(qū)動機構的摩擦轉(zhuǎn)矩TL2.克服負載和電機轉(zhuǎn)子慣量的啟動轉(zhuǎn)矩TS電機扭矩T=（TL+TS）*SS：安全系數(shù)二.慣量匹配理論上負載折算到電機軸的慣量與電機轉(zhuǎn)子慣量比 5時，考慮采用減速

4、裝置，提高慣量匹配折算后的慣量比I2=0.055156263432BBL Dpr21 8CmD12()60mlNm JJtp+其他常數(shù)G=9.8 m/spi=3.1416絲杠密度=7900 kg/m3絲杠水平運動選型計算表格安全系數(shù)S=2電機慣量JM=0.0011 kgm2減速機減速比i4絲杠垂直運動選型計算表格機械結構參數(shù)：速度：Vl=24 m/min*滑動部分質(zhì)量M=30 kg*絲杠部分長度LB=1.4 m*絲杠直徑DB=0.035 m*絲杠導程PB=0.025 m*連軸器質(zhì)量MC0.5 kg*連軸器直徑DC0.05 m*摩擦系數(shù)=0.1*移動距離L=1.2 m機械效率=0.9*定位時間t

5、=3 s*加減速時間比A=25%*外力FA=0 N移動方向與水平軸夾角a =90 1)速度曲線加速時間t0=t*A = 0.75s2)電機轉(zhuǎn)速NM =Vl/PB= 960rpm3)負荷轉(zhuǎn)矩計算軸向負載 F =FA+= 293.999892Nm負載轉(zhuǎn)矩 TL =1.299761852Nm4)克服慣量的加速轉(zhuǎn)矩計算（也稱做：啟動轉(zhuǎn)矩）直線運動平臺與負載慣量JL =0.000474941kgm2(sincos )AFmgaa+m2BFPph2()2BP mp滾珠絲杠慣量JB = 0.001629402kgm2連軸器慣量JC= 0.00015625kgm2總負荷慣量JL=JL+JB+JC= 0.002

6、260593kgm2啟動轉(zhuǎn)矩TS=0.329821784Nm5)必須轉(zhuǎn)矩必須轉(zhuǎn)矩TM=(TL+TS)*S= 3.259167272Nm6)電機選擇根據(jù)計算，初步確定電機型號，然后輸入轉(zhuǎn)子慣量，確認TM7)負荷與電機慣量比I1=11.302963568)負荷與減速機慣量比當負荷與電機慣量比5時，考慮采用減速裝置，提高慣量匹配I2=2.82574089432BBL Dpr21 8CmD12()60mlNm JJtp+其他常數(shù)G=9.8 m/spi=3.1416絲杠密度=7900 kg/m3絲杠垂直運動選型計算表格安全系數(shù)S=2電機慣量JM=0.0002 kgm2減速機減速比i2皮帶輪間歇運動選型計

7、算表格機械結構參數(shù)：皮帶與工作物總質(zhì)量mL=3000 kg*滑動面摩擦系數(shù)=0.2*滾筒直徑D=0.2 m*滾筒質(zhì)量m2=20 kg*傳送帶和滾筒的機械效率=0.9*減速機機械效率G=0.9減速比i=50*每次定位時間t=3 s*每次運動距離L=0.7 m*加減速時間比A=20%*外力FA=0 N*移動方向與水平軸夾角a =0 1)速度曲線加速時間t0= t*A = 0.6s2)電機轉(zhuǎn)速減速機輸出軸角加速度 =4.86111rad/s2減速機輸出軸轉(zhuǎn)速N= 27.85205 rpm電機輸出軸角加速度M= i*= 243.0556 rad/s2電機輸出軸轉(zhuǎn)速NM= N*i= 1392.602 r

8、pm3)計算負載轉(zhuǎn)矩減速機軸向負載F=5880 N減速機軸負載轉(zhuǎn)矩TL= 653.3333 Nm電機軸負載轉(zhuǎn)矩TLM= 14.51852 Nm(sincos )AFmgaa+m2 F Dh L GT i h 0000(/)2()2(/)()LDt ttL Dt ttppb =- =-4)計算電機軸加速轉(zhuǎn)矩（克服慣量）皮帶和工作物的慣量JM1=30 kgm2滾筒的慣量JM2=0.1 kgm2折算到減速機軸的負載慣量 JL=JM1+2JM2=30.2 kgm2電機慣量全負載慣量J=0.02068 kgm2電機軸加速轉(zhuǎn)矩TS= 5.584877 Nm5）必須轉(zhuǎn)矩必須轉(zhuǎn)矩TM=(TLM+TS)*S安全

9、系數(shù)=20.1034 Nm6)負荷與電機慣量比慣量比N1= 1.4046512 2()2 ()2L LDmDmp p2 21 8 mD 2 LJ Jmi +2/LJ JmiMGJ b h g=9.8 m/spi=3.1416皮帶輪間歇運動選型計算表格JM=0.0086 kgm2S=1皮帶輪連續(xù)運動選型計算表格說明：由于是連續(xù)運動，所以在計算牛矩時只需考慮負載牛矩，啟動牛矩忽略，但必須考慮到慣量的匹配機械結構參數(shù)：皮帶速度：V=3 m/min其他常數(shù)皮帶與工作物總質(zhì)量mL=40 kg*滑動面摩擦系數(shù)=0.3*滾筒直徑D=0.1 m*滾筒質(zhì)量m2=1 kg*傳送帶和滾筒的機械效率=0.9*減速機機

10、械效率G=0.7減速比i=3*外力FA=0 N*移動方向與水平軸夾角a =0 1)電機轉(zhuǎn)速減速機輸出軸轉(zhuǎn)速N= 9.549274 rpm電機輸出軸轉(zhuǎn)速NM= N*i= 28.64782 rpm2)計算負載轉(zhuǎn)矩減速機軸向負載F=117.6 N減速機軸負載轉(zhuǎn)矩TL= 6.533333 Nm電機軸負載轉(zhuǎn)矩TLM= 3.111111 Nm4)計算折算到電機軸的慣量皮帶和工作物的慣量JM1=0.1 kgm2滾筒的慣量JM2=(sincos )AFmgaa+m2 F Dh 2 2()2 ()2L LDmDmp p2 21 8 mD L GT i h =0.00125 kgm2折算到減速機軸的負載慣量 JL

11、=JM1+2JM2=0.1025 kgm2電機慣量5）必須轉(zhuǎn)矩必須轉(zhuǎn)矩TM=TLM*S安全系數(shù)= 6.222222 Nm6)負荷與電機慣量比慣量比N1= 10.353542/LJ Jmi2 21 8 mD G=9.8 m/spi=3.1416皮帶輪連續(xù)運動選型計算表格說明：由于是連續(xù)運動，所以在計算牛矩時只需考慮負載牛矩，啟動牛矩忽略，但必須考慮到慣量的匹配JM=0.0011 kgm2S=2分度盤機構選型計算表格機械結構參數(shù)：分度盤直徑DT=0.05 m分度盤厚度LT=0.1 m*工作物直徑DW=0 m*工作物厚度LW=0 m*工作臺材質(zhì)密度=1100 kg/m3*工作物數(shù)量n=0 個*由分度

12、盤中心至工作物中心的距離l=0 m定位角度=12 *定位時間t=0.2 s*加減速時間比A=25%減速機減速比i=1減速機效率G=11）決定加減速時間加減速時間仍然以定位時間的25%加減速時間t0= t*A= 0.05s2)電機轉(zhuǎn)速減速機輸出軸角加速度G=27.92533333 rad/s2減速機輸出軸最大轉(zhuǎn)速N=13.33333333 rpm電機軸角加速度m= G*i=27.92533333 rad/s2電機輸出軸轉(zhuǎn)速NM= N*i=13.33333333 rpm3)計算負載轉(zhuǎn)矩0(0)360t ttqp2-G0 2tp 60因為摩擦負載及小，故忽略TL= 0Nm4)計算電機軸加速轉(zhuǎn)矩（克服

13、慣量）工作臺的慣量JT=6.74953E-05 kgm2工作物的慣量JW1=（工作物同時繞工作物中心軸旋轉(zhuǎn),如果工作物沒有自轉(zhuǎn)，可以不考慮這部分慣量）=0 kgm2工作物質(zhì)量mw=0 kg工作物的慣量JW=(按工作物體中心自轉(zhuǎn)）=0 kgm2全負載慣量JL= JT+JW=6.74953E-05 kgm25）加速轉(zhuǎn)矩負載折算到電機軸上的慣量：JLM= JL/i2=6.74953E-05 kgm2電機軸加速轉(zhuǎn)矩Ts=0.003169394 Nm6)必須轉(zhuǎn)矩必須轉(zhuǎn)矩T= （TS+TL）*S=0.006338789 Nm6)負荷與電機慣量比慣量比N1=1.4672894022/LJ Jmi432WWL

14、 Dpr432TTL Dpr24wwL Dpr2 1)wwnJm l(+()GLMMJJm+bh其他常數(shù)G=9.8 m/spi=3.1416分度盤機構選型計算表格電機慣量 JM=0.000046 kgm2安全系數(shù) S=2 *其他一.根據(jù)運動要求計算最大轉(zhuǎn)速和角加速度運動參數(shù)：減速比i=6*每次定位時間t=0.2 s*每次運動角度L=12 *加減速時間比A=25%*負載慣量J=0.000096 Kg.m21)速度曲線加速時間t0= t*A = 0.05s2)電機轉(zhuǎn)速減速機輸出軸角加速度 =27.92533rad/s2減速機輸出軸轉(zhuǎn)速Nmax= 13.3333333 rpm電機輸出軸角加速度M=

15、i*=167.552 rad/s2電機輸出軸轉(zhuǎn)速NM= Nmax*i=80 rpm電機輸出扭據(jù)：T= J= 0.01608499 NmTs 2T= 0.03216998 Nm00180 ()t ttqp-0()2 tpb 60g=9.8 m/spi=3.1416其他常常識識一.電機溫升電機溫度是指電機各部分實際發(fā)熱溫度,它對電機的絕緣材影響很大,溫度過高會使絕緣老化縮短電動機壽命,甚至導致絕緣破壞.為使絕緣不致老化和破壞,對電機繞組等各部分溫度作了一定的限制,這個溫度限制就是電機的允許溫度.電機的各部溫度的高低還與外界條件有關,溫升就是電動機溫度比周圍環(huán)境溫度高出的數(shù)值.T2-T1-溫升T1-

16、實際冷卻狀態(tài)下的繞組溫度(即環(huán)境溫度);T2-發(fā)熱狀態(tài)下繞組溫度二.電機功率1. 根據(jù)電源電壓、使用條件、拖動對象選擇電機.要求電源電壓與電機額定電壓相符.2. 根據(jù)安裝地點和工作環(huán)境選擇不同型式的電機.3. 根據(jù)容量、效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)選擇電機.如果容量選擇過小,就會發(fā)生長期過載現(xiàn)象,影響電動機壽命甚至燒毀. 如果容量選擇過大,電機的輸出機械功率不能充分利用,功率因數(shù)也不高.因為電機的功率因數(shù)和效率是隨著負載變化的.4. 電機在恒定負載運行下,功率計算公式如下:式中: P-電機的功率(KW); P1-生產(chǎn)機械功率(KW); 1-生產(chǎn)機械本身效率; 2 -電機效率.上式計算出的功率不一定與產(chǎn)品規(guī)格相同,所以選擇電機的額定功率(P1)應等于或稍大于計算所得的功率1p p12= h h電機溫度是指電機各部分實際發(fā)熱溫度,它對電機的絕緣材影響很大,溫度過高會使絕緣