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淺談滾珠絲杠及驅動電機力矩計算公式

點擊次數:   更新時間:2020-05-16 09:13:05   來源:www.pilemabg.com/
    滾珠絲杠在計算時,需要考慮系統需要的精度,速度,載荷等基本條件。
    定位精度的要求,決定了導程精度的選擇。比如行程700mm,±0.05/700mm的定位精度要求。那么假定螺紋有效長度800mm(需要考慮螺母長度和行程余量,所以大于700mm),則選擇C5精度,因為C5精度在800mm內的誤差控制在±35um以內,小于±50um,在要求以內,剩下的±15um誤差,分配給系統剛度和控制誤差。
    運行速度V(mm/min)和滾珠絲杠的導程L(mm)及馬達轉速n(r/min)有關,L=V/n。高速要求時,可以適當加大導程,但是導程的加大會要求更大的馬達驅動力矩(Ta=Fa*L/2πη),所以需要綜合考慮。
    選擇滾珠絲杠時,根據載荷確定需要的扭矩及電機,是最花時間的一塊。
    滾珠絲杠計算扭矩時,分為等速扭矩T1,和加速扭矩T2。
    其中等速扭矩:T1=(Ta+Tpmax+Tu)/i。i=絲杠側齒數N2/馬達側齒數N1,表示減速比。
    Ta=Fa*L/2πη:表示勻速時的驅動力矩。
    Tpmax=0.05(tanβ)^-0.5*Fa0*L/2π(基準力矩)+Δ:表示預緊滾珠絲杠的最大動摩擦力矩,β表示螺紋升角,Fa0表示預緊力。Δ表示力矩變動率的上許可范圍,可以在計算了基準力矩的基礎之上,查表求得。當然,Tpmax也可以在具體的絲杠型號參數表中查得。
    Tu:支撐軸承的摩擦力矩,可以在軸承參數表中查得。
    而加速扭矩:T2=T1+Jα。
    J=JM+JG1+(JG2+JS+m*(L/2π)^2)/i^2:表示對電機的轉動慣量。
    JM:電機的轉動慣量。
    JG1:馬達側齒輪的轉動慣量。
    JG2:絲杠側齒輪的轉動慣量。
    JS:絲杠軸的轉動慣量。
    m:移動物體總質量。
    α:馬達的角加速度。
    而梯形絲杠一般只需要一個公式就夠了,T1=FP/2πη,因為梯形絲杠適用于低速的應用,不存在高速往返,高加減速等問題,當然也需要結合實際要求做計算,并給定一定的余量。
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