伺服電機(jī)的選型和計(jì)算

1、電機(jī)的選擇：負(fù)載扭矩是由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的摩擦力和切削力所(1)電機(jī)扭矩的計(jì)算引起的可用下式表達(dá)：2MFL式中M-電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)距；F-使機(jī)械部件沿直線方向移動(dòng)所需的力；L電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)一圈(2nrad)時(shí)，機(jī)械移動(dòng)的距離2nM是電動(dòng)機(jī)以扭矩M轉(zhuǎn)一圈時(shí)電動(dòng)機(jī)所作的功，而FL是以F力機(jī)械移動(dòng)L距離時(shí)所需的機(jī)械功。實(shí)際機(jī)床上，由于存在傳動(dòng)效率和摩擦系數(shù)因素，滾珠絲杠克服外部載荷P做等速運(yùn)動(dòng)所需力矩，應(yīng)按下式計(jì)算：KFaohspPhspzMiK22Mbiz2M-等速運(yùn)動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力矩K巳業(yè)-雙螺母滾珠絲杠的預(yù)緊力矩2Fa。-預(yù)緊力(2,通常預(yù)緊力取最大軸向工作載荷Fmax的"3，即1一Fao=3Fmax當(dāng)F

2、max難于計(jì)算時(shí)，可米用Fao=Ca(N)；Ca滾珠絲杠副的額定載荷，產(chǎn)品樣本中可查：h/-"絲杠導(dǎo)程(mm);K滾珠絲杠預(yù)緊力矩系數(shù)，取;P加在絲杠軸向的外部載荷(N),PFW;F作用于絲杠軸向的切削力(N);W-法向載荷(N),WW1P1；W1-移動(dòng)部件重力(N),包括最大承載重力；p1有夾板夾持時(shí)（如主軸箱）的夾板夾持力；導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，粘貼聚四氟乙烯板的滑動(dòng)導(dǎo)軌副0.09，有潤(rùn)滑條件時(shí)，0.030.05，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌0.0030.004；滾珠絲杠的效率，取；177Mb支撐軸承的摩擦力矩，即叫啟動(dòng)力矩，可以從滾珠絲杠專用軸承樣本中得到，見(jiàn)表2-6（這里注意，雙支撐軸承有MB之和的

3、問(wèn)題）Z1齒輪1的齒數(shù)Z2齒輪2的齒數(shù)最后按滿足下式的條件選擇伺服電機(jī)M1MsMs伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)距（2）慣量匹配計(jì)算為使伺服進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給執(zhí)行部件具有快速相應(yīng)能力，必須選用加速能力大的電動(dòng)機(jī)，亦即能夠快速響應(yīng)的電機(jī)（如采用大慣量伺服電機(jī)），但又不能盲目追求大慣量，否則由于不能從分發(fā)揮其加速能力，會(huì)不經(jīng)濟(jì)的。因此必須使電機(jī)慣量與進(jìn)給負(fù)載慣量有個(gè)合理的匹配。通常在電機(jī)慣量JM與負(fù)載慣量JL（折算至電動(dòng)機(jī)軸）或總慣量Jr之間,推薦下列匹配關(guān)系：1厶14JM或0.5Jm0.8Jr或0.2Jl0.5Jr1. 回轉(zhuǎn)的慣量:回轉(zhuǎn)體：J亍。41（kg.m2）回轉(zhuǎn)體材料的密度D回轉(zhuǎn)體直徑L-回轉(zhuǎn)體長(zhǎng)度g重力加

4、速度有臺(tái)階的回轉(zhuǎn)體，按每段計(jì)算后相加4Di4DiL2)4J（DiIi32gDLi2. 直線運(yùn)動(dòng)物體的慣量直線運(yùn)動(dòng)物體的重力電機(jī)轉(zhuǎn)一圈時(shí)物體移動(dòng)的距離，如電機(jī)與絲杠直聯(lián),絲杠導(dǎo)程h絲杠導(dǎo)程hsp推倒過(guò)程：根據(jù)能量守恒定律推倒過(guò)程：根據(jù)能量守恒定律2mr)v絲杠轉(zhuǎn)一圈時(shí):2i()hsp-(mwmr)22t2于是得:Jwt(mwmr)驢2齒輪傳動(dòng)慣量轉(zhuǎn)換:齒輪傳動(dòng)慣量轉(zhuǎn)換:122JiniJi122J2n22iJ2負(fù)載折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:Jext2iG(JcJspJg)JC絲杠上聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jsp絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量工作臺(tái)和工件折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JgJg齒輪減速機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量iG齒輪減速器傳動(dòng)比電機(jī)軸上的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總慣量:Jgen(3)定位加速時(shí)的最大轉(zhuǎn)距計(jì)算Jl定位加速時(shí)最大轉(zhuǎn)距M:Jl)Mlnm快速移動(dòng)時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速加速減速時(shí)間，按ta3/Ks，取150200msKs-系統(tǒng)的開環(huán)增益，通常8$125$1，加工中心一般取Ks20s1左右